独占鳌头的火力发电,火力发电原理 _原理

【独占鳌头的火力发电,火力发电原理】功能原理都一样，都遵守能量守恒原理。但它们的机械能转化设备（例如水轮机和汽轮机）的结构原理和工作原理有较大区别。据国家统计局数据显示，2019年全年中国火力发电量达到46522.1亿千瓦时；2020年全年中国累计火力发电量达到了52798.7亿千瓦时，累计增长1.2% 。
水力发电与火力发电的原理一样嘛？为什么？

功能原理都一样，都遵守能量守恒原理。所不同的是：水力发电是利用水的重力势能通过水轮机转化为机械再通过电机转化成电能；而火电是先通过锅炉将化石燃料的化学能转化成水蒸气的内能（或焓）再通过汽轮机转化成机械能再通过电机转化成电能。但它们的机械能转化设备（例如水轮机和汽轮机）的结构原理和工作原理有较大区别。先说水轮机，水轮机的结构有多种，我们以轴流式水轮机为例，由于水的密度较大，能量转化时动能做功的占比较大、静压做功占比较小，所以轴流式水轮机的叶片都比较厚实、宽大，再者由于水的密度大所以静压损失较大且全静压受限于堤坝落差，所以水轮机级数较少，一般就一级；再说汽轮机，汽轮机都是轴流式，但叶片结构有多种，我们以平板式叶片为例，由于水蒸气的密度较小，能量转化时动能做功的占比较小、压差做功占比较大，所以汽轮机的叶片都比较薄、窄小，再者由于水蒸汽的密度小所以压力损失小且水蒸气进口压力较高，所以汽轮机级数较多，最多可达几十级。
中国建了这么多水电站，为什么还要大量依赖火力发电？

我国2018年底全年发电量累计值为71118亿千瓦时；2019年我国发电量产量累计值为71422.1亿千瓦时；2020年我国发电量产量累计值达74170亿千瓦时。而十年前，2010年，我国的发电量仅为42072亿千瓦时，十年时间我国发电量几乎增长了一倍左右。随着我国国力发展，近几年我国一直是世界发电量第一大国，是第二名美国发电量的1.6倍。
我国几乎是以“一己之力”，生产了全球超过1/4的电量，平均每2秒产生的电力，就足以满足一个中国人，一辈子的电力需求（我国人均平均寿命为76岁）。目前，我国发电的方式主要有：火力发电（煤等可燃烧物）、水利发电、太阳能发电（光伏发电）、大容量风力发电、核能发电、氢能发电、潮汐发电、生物能发电、地热能发电等等。
请看下面两幅图片，我国2019年和2020年两年间，我国各种电源发电量占总发电量的比例。据国家统计局数据显示，在2020年中国发电量中，火力发电量占71.2%（去年72.32%）；水力发电量占16.4%（去年16.15%）；核能发电量占比4.9%（去年4.8%）；风力发电量占比5.6%（去年5.01%）；太阳能发电（光伏发电）量占比1.9%（去年1.64%）。
可见火力发电比例逐年下降，新能源发电比例逐渐增高。据国家统计局数据显示，2019年全年中国火力发电量达到46522.1亿千瓦时；2020年全年中国累计火力发电量达到了52798.7亿千瓦时，累计增长1.2% 。2019年全年中国水力发电量达到了11534.4亿千瓦时；2020年全年中国累计水力发电量达到了12140.3亿千瓦时，累计增长5.3% 。
从数据显示可以看出，火力发电仍是我国最主要的发电模式，而且占的比重较大，在七成以上，而水力发电占了总发电量的不到两成。请看下图，我国十年来各种电源发电量所在总发电量的比例情况。那么，我国建了这么多水电站，为什么还要大量依赖火力发电呢？我国大大小小的水电站全部算上，约10万座。在这些水电站中，单站5万kW以上的大中型水电站是中国水电的主力，经过五十余年的开发建设，已建成230余座，其中百万kW级以上的水电站25座，五十万kW级以上的40余座。