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法律研究火力发电厂 - 定义、工作原理、效率、优点和缺点
火力发电厂是一种将煤燃烧的热能转化为电能的发电站。典型火力发电厂的框图如下所示。
火力发电厂的工作原理是基于朗肯循环。在火力发电厂中，通过燃烧煤炭在锅炉中产生蒸汽。该蒸汽驱动蒸汽轮机，将蒸汽能转化为机械能。蒸汽在轮机中膨胀后，在冷凝器中冷凝，然后再次送入锅炉。蒸汽轮机驱动发电机，将轮机的机械能转化为电能。
火力发电厂适用于煤炭和水资源丰富的地区，并且需要产生大量电力的场合。
火力发电厂的效率
对于火力发电站，可以计算两种效率：
- 热效率
- 总效率
热效率
火力发电厂的热效率定义为传递到汽轮机轴的机械能的热当量与煤炭燃烧热的比值，即：
$$\mathrm{热效率,\: \eta _{thermal}\, =\, \frac{传递到汽轮机轴的机械能热当量}{煤炭燃烧热} }$$
对于现代火力发电厂，热效率约为30%。
总效率
火力发电厂的总效率定义为输出电能的热当量与煤炭燃烧热的比值，即：
$$\mathrm{总效率,\, \eta _{overall}\, =\, \frac{输出电能的热当量}{煤炭燃烧热}}$$
对于现代火力发电厂，总效率约为29%。
这里可以注意到，火力发电厂的总效率小于热效率。
此外，对于火力发电站，各种效率之间存在以下关系：
$$\mathrm{\eta _{overall}\, =\, \eta _{thermal}\times \eta _{electrical} }$$
火力发电厂的优点
火力发电厂的主要优点包括：
所使用的燃料（即煤炭）价格相对便宜。
火力发电站的初始成本低于其他发电站。
与其他水力发电厂相比，火力发电厂需要的占地面积较小。
火力发电站的发电成本低于柴油发电站。
火力发电厂可以安装在任何地方，而无需考虑煤炭的可用性，因为煤炭可以运输到电厂所在地。
火力发电厂的缺点
以下为火力发电厂的主要缺点：
由于产生大量烟尘和废气，火力发电厂会污染大气。
火力发电厂的运行成本高于水力发电厂。
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