一文了解火电发电原理
截止2023年9月底，我国火电装机容量占比49.22%；太阳能发电装机容量占比18.70%；水电装机容量占比15.03%；风电装机容量占比14.34%；核电装机容量占比2.2%。（数据来源：国家能源局）
我国电力行业正迅速向可再生能源转型，那么各类发电装置的工作原理是什么呢？今天，首先总结一下火电发电原理。
简单来说，火电发电原理就是燃料的化学能转化为电能的过程。燃料在锅炉中燃烧加热水，产生高温高压水蒸汽，水蒸汽推动汽轮—发电机组高速转运，通过切割磁感线产生了电能。
一、燃料
能源种类很多，热值（1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量）也各不相同，为便于相互对比和研究，引入标准煤的概念。标准煤热值是7000千卡/千克，通常将各种能源折合成标准煤。
目前，煤炭是火电发电最常用的燃料。根据煤的煤化程度，分为褐煤、烟煤、无烟煤。褐煤热值较低，通常在2000-4500千卡/千克之间。烟煤热值较高，通常为5500-7000千卡/千克。无烟煤热值与烟煤相近，通常为5500-7000千卡/千克。
二、锅炉—燃烧燃料
锅炉从不同的角度能分成多种形式，以蒸汽锅炉为例，是利用燃料燃烧产生的热量（Q=mq），将水加热成为蒸汽。
具体工作流程可分为：燃料燃烧过程、火焰和烟气向锅水的传热过程、水的加热汽化、蒸汽分离、蒸汽输出过程。
锅炉分为“锅”和“炉”：“炉”是燃烧系统，它的任务是使燃料在炉内良好的燃烧，放出热量，它由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙、构架等组成。
“锅”是汽水系统，它主要的任务是吸收燃料放出的热量，使水加热、蒸发并最后变成具有一定参数的过热蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。
锅炉基本特性参数之一是锅炉容量（别称锅炉出力），指锅炉每小时所产生的蒸汽量。单位：t/h（吨每时），锅炉容量在设计时就已经确定。一般地：小于20吨/时的锅炉称小型锅炉，20-75吨/时的锅炉称中型锅炉，大于75吨/时的锅炉称大型锅炉。
三、汽轮机
汽轮机，也称蒸汽透平机，是一种旋转式蒸汽动力装置，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。
汽轮机分为本体和辅助系统，本体将蒸汽的热能转换为机械能，维持高速旋转。辅助系统是为了提高热效率而设置的回热系统，包括辅机、发电机冷却系统。
汽轮机本体由转动部分和静止部分两个方面组成，转动部分包括主轴、叶轮、动叶栅和联轴器等；静止部分包括汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
辅助系统有凝汽器、回热加热设备等。
汽轮机的级：由一列喷嘴和一列动叶栅组成，用来完成蒸汽热能转变为机械能全过程的基本单元。
高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流，高速气流进入动叶栅流动，在流动过程中产生作用力带动叶轮和轴旋转，于是在汽轮机轴上便得到可以向外输出的机械功。
功率是汽轮机特征参数之一，指汽轮机在单位时间内所做的机械功。老厂以50MW、100MW、125MW、135MW、200MW、300MW等为主，新厂以300MW、600MW、1000MW等为主，有少量的330MW、350MW、400MW、500MW、800MW、900MW机组。
在北方，由供热需要，在热电联产企业中，就是利用汽轮机的排汽或中间抽汽进行供热。
四、发电机
汽轮机产生机械能传给发电机，发电机根据电磁感应原理，通过转子和定子的相对运动，将机械能转变为电能。
发电机转子为磁极，内部装有励磁绕组，当通上直流电后产生磁场，一般给转子供给直流电的设备我们叫励磁机（接在发电机后部）。
发电机定子铁芯上嵌有三相对称绕组（定子线圈），发电机工作时，汽轮机带动发电机转子（磁极）旋转，使定子线圈绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势，发出电能。
