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法律研究火力發電廠 - 定義、工作原理、效率、優點和缺點
火力發電廠是一種將煤燃燒的熱能轉化為電能的發電站。典型火力發電廠的框圖如下所示。
火力發電廠的工作原理是基於朗肯迴圈。在火力發電廠中，透過燃燒煤炭在鍋爐中產生蒸汽。該蒸汽驅動蒸汽輪機，將蒸汽能轉化為機械能。蒸汽在輪機中膨脹後，在冷凝器中冷凝，然後再次送入鍋爐。蒸汽輪機驅動發電機，將輪機的機械能轉化為電能。
火力發電廠適用於煤炭和水資源豐富的地區，並且需要產生大量電力的場合。
火力發電廠的效率
對於火力發電站，可以計算兩種效率：
- 熱效率
- 總效率
熱效率
火力發電廠的熱效率定義為傳遞到汽輪機軸的機械能的熱當量與煤炭燃燒熱的比值，即：
$$\mathrm{熱效率,\: \eta _{thermal}\, =\, \frac{傳遞到汽輪機軸的機械能熱當量}{煤炭燃燒熱} }$$
對於現代火力發電廠，熱效率約為30%。
總效率
火力發電廠的總效率定義為輸出電能的熱當量與煤炭燃燒熱的比值，即：
$$\mathrm{總效率,\, \eta _{overall}\, =\, \frac{輸出電能的熱當量}{煤炭燃燒熱}}$$
對於現代火力發電廠，總效率約為29%。
這裡可以注意到，火力發電廠的總效率小於熱效率。
此外，對於火力發電站，各種效率之間存在以下關係：
$$\mathrm{\eta _{overall}\, =\, \eta _{thermal}\times \eta _{electrical} }$$
火力發電廠的優點
火力發電廠的主要優點包括：
所使用的燃料（即煤炭）價格相對便宜。
火力發電站的初始成本低於其他發電站。
與其他水力發電廠相比，火力發電廠需要的佔地面積較小。
火力發電站的發電成本低於柴油發電站。
火力發電廠可以安裝在任何地方，而無需考慮煤炭的可用性，因為煤炭可以運輸到電廠所在地。
火力發電廠的缺點
以下為火力發電廠的主要缺點：
由於產生大量煙塵和廢氣，火力發電廠會汙染大氣。
火力發電廠的執行成本高於水力發電廠。
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