Question

既然火电厂高温高压水蒸气可以带动汽轮机旋转,为什么剩下的气体不再利用起来呢?

Answer 1

热电厂的工艺大致是这样的.化石燃料燃烧在反应器放热,可以直接加热水得到水蒸汽.这个蒸汽一般是高压蒸汽,而且是过热状态.此外由于烟气的温度很高,这部分热量大多数也被用于加热水得到蒸汽,这个一般是中低压蒸汽.这些蒸汽用于推动蒸汽轮机发电,具体的设计就各有不同了,不过基本上现代的设计都是在经济允许下尽可能的利用蒸汽携带所有的热量的.水蒸汽在经过蒸汽轮机以后温度压力都降低,但是蒸汽轮机的工作原理决定了离开蒸汽轮机系统的仍然需要是水蒸汽.这个水蒸气如果还有利用价值会被继续利用.所以电厂实际上有高压蒸汽轮机、中压蒸汽轮机、低压蒸汽轮机.经过层层盘剥之后,可以用于推动蒸汽轮机的能量基本上都被榨取掉了.不过离开蒸汽轮机系统的仍然是水蒸汽,里面仍然携带了一些热量.这些热量需要通过热交换系统移走,把低压蒸汽重新变成水以便循环使用.蒸汽系统里面用的水是无盐水,是经过特殊处理的水,很贵的,不能被浪费的.也就是说,并不存在什么剩下的气体,经过了蒸汽轮机的水蒸汽被冷凝以后循环使用.用于把低压蒸气进一步冷却成液态水的一般是冷却水.这个冷却水就和蒸汽用水不一样了,要求低了很多,虽然也有一些指标要求,不是什么水都可以用的,但是处理起来要简单得多,价格也要便宜很多倍,也就可以被浪费掉了.冷却水在热交换器里面把蒸汽的热量带走,冷却水的温度升高.一般这个温升都不会有多高,10摄氏度的温升比较常见.由于与环境的温度相差太小,这个温度的水的能量是很难被利用的,实际上还需要想办法把冷却水的温度降低以便循环使用(如果在海边使用海水,就不需要循环了).发电厂的最高大的建筑冷却水塔,就是用来冷却这个冷却水的.最常见的方法就是利用水的蒸发潜热大的特点,在冷却水塔损失掉一些水带走热量,从而使得冷却水降到可以使用的温度.火力电厂的主要水耗就在这里.