随着社会的迅速发展,人类的生活基本离不开电力了,我国目前主要的发电方式还是为火力发电,大约占总发电量的70%以上。
其次则是水力发电。
火力发电主要是通过燃烧煤碳进行发电,那么一吨煤可以发出多少电呢?我们可以从理论上进行一个大致的计算。
数据来源于公开资料整理根据资料显示,一千克标准煤的热值为7000千卡,也就是说一千克的煤完全燃烧会释放出7000千卡的能量,也就是29307KJ。
而一度电的能量为3600KJ,按这个数字来说,一千克煤燃烧释放的能量相当于8.14度电的能量。
但煤炭的燃烧效率以及电能的转换效率并不可能是百分之百,不同发电厂的发电效率也不一样,通常大型发电机组的发电效率较高,发电机组装机量越小,效率越低。
在火力发电中,由于利用的是高温高压的蒸汽推动蒸汽轮机进行转动从而发电,因此,蒸汽的温度越高,发电效率就会越高。
目前我国的火力发电采用的是超临界技术,可以将水蒸气的温度和气压升高到600摄氏度、25―28兆帕,在这个状态下,水将会处于一个超临界状态,此时的水既不是液体,也不是气体,而是处于一个超临界流体的状态,此时具有气体与液体的双重性质,能更高效地带动发电机组的蒸汽轮进行转动,利用超临界技术发电效率可以达到48%左右。
目前我国火力发电超临界技术处于世界先进水平。
我们再回到上面所提到过的内容,上面说过一千克煤完全燃烧产生的能量相当于8.14度电的能量,但实际燃烧过程不可能达到100%,我们以98%计算,同时发电效率以最先进的发电技术计算,发电效率设为48%,那么1kg煤发出的电量=8.14×98%×48%=3.83度。
那么一吨煤发出的电量就是也就是3830度电。
这个结果与电站的实际情况相差不大,国家发改委就曾对火力发电耗煤量大于305g/度的火力发电站做出调整,也就是说,1kg煤发电量低于3.2度就属于效率较低的水平了。
所以综合来看,一吨煤发电三千八百度左右是一个比较中肯的数据,但实际过程中还会存在一些其它方面的损耗,但数据差距可能就在一二百度之间波动,不会相差太大。
未来随着技术的越来越进步,火力发电效率也将会朝着更高的水平发展,那么那个时候一吨煤发出的电量也将会更多。
关于这个问题,理论值可以通过一个简单的计算求得。
不过实际情况和理论值有一个很大的差异,稍后我们简单探讨一下。
关于一度电,绝大部分人的认识都是一个一千瓦的用电器工作一个小时的能耗。
这样来说一度电等于3600千焦。
而关于煤炭,为了便于计算,我们选择标准煤来进行计算。
在我们国家的标准中,标煤的热值是七千大卡,也就是说一公斤标准煤完全燃烧后能够释放出七千大卡的热量。
七千大卡换算成以千焦为单位的话大概是29307千焦。
接下来只需要简单的除一下就可以了。
29307除以3600等于8.14,也就是说,理论上,一公斤标煤的能量和8.14度电的能量相同,一吨标煤就能够发8140度电了。
问题到这儿结束了吗?没有,这才是个开始。
开头说了,实际情况和理论值有很大的差异。
这个差异主要由煤炭的热值、发电方式的局限、各种能量损失、厂用电等造成,各种因素相加最终导致的结果就是:煤炭的能源利用达不到理论值的一半!首先,计算时选用的煤是标准煤,而实际上电厂发电所用的煤其热值不可能都达到7000大卡。
事实上几乎没有哪种煤的热值能够达到7000大卡,也就是说电厂发电所用的煤热值都低于标准煤。
热值低,发出同样的电量消耗的煤炭量自然就多了。
其次,火电厂在发电的过程中,有各种损失。
有的可以通过技术手段减少,但有些是无法改变的。
这些损失种类、名目繁多:锅炉排烟、固体和气体不完全燃烧、各种散热、发电装置的摩擦、漏汽、各种机械转化效率等等,这些因素在燃煤发电过程中的损失几乎占据了全部。
这些损失也使得发电的煤耗有了很大的提高。
经过一套复杂的程序下来,煤炭终于通过发电机的转化,变成了电。
但在出厂上电网的过程中,还要经过一道“剥削”,那就是厂用电。
发电厂的各种泵、风机,除却一小部分由水蒸汽驱动外,其他的都要用电。
这些也要算到损耗中。
正是由于这种形形色色的损失,煤炭发电的效率远远达不到理论值。
由于煤质等各种因素的影响,目前一吨煤大概能够发2500度多一点。
需要注意的是,循环流化床发电利用的是煤粉炉无法利用的煤矸石等燃料。
这些燃料热值低,因此一吨这种煤能够发出来的电要比煤粉炉所用的燃煤要少的多。
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