簡介
火力發電 火力發電，利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時產生的熱能，通過發電動力裝置轉換成電能的一種發電方式。火力發電所用燃料以煤炭為最多，約占50％以上。根據現有統計資料，地球上的化石燃料也以煤炭為最多，約為7.6×10噸，接近石油的70倍。中國的煤炭資源豐富，1990年產煤10.9億噸，其中發電用煤僅占12％。火力發電仍有巨大潛力。
發展
火力發電是我國主要的發電方式，電站鍋爐作為火力電站的三大主機設備之一，伴隨著我國火電行業的發展而發展。
近年來，環保節能成為中國電力工業結構調整的重要方向，火電行業在“上大壓小”的政策導向下積極推進產業結構最佳化升級，關閉大批能效低、污染重的小火電機組，在很大程度上加快了國內火電設備的更新換代。
《中國電站鍋爐行業深度調研與投資預測分析報告前瞻》顯示，至2010年底，單機容量30萬千瓦及以上火電機組占全部火電機組容量的60%以上。火電行業的“上大壓小”也推動了電站鍋爐向高參數、大容量方向發展。此外，循環流化床、IGCC等清潔煤技術逐漸成熟，套用也日益廣泛，從而推動了CFB鍋爐與IGCC氣化爐的發展。
2014年1月-2015年3月，我國火電項目數量出現猛增。近期，中電聯發布《2015年前三季度全國電力供需形勢分析預測報告》指出，2015年9月底火電發電量持續負增長、設備利用小時同比降幅擴大。一邊是火電發電量持續負增長、設備利用小時同比大幅下降，一邊是各地新批火電項目眾多，2015年火電的爆發式增長值得仔細回味。
簡史
火力發電 最早的火力發電是1875年在法國巴黎北火車站的火電廠實現的。這座火電廠安裝直流發電機，給附近照明供電。隨後，美國、俄國、英國也相繼建成火電廠。1886年，美國建成第一座交流發電廠。1891年，英國電燈公司的火電廠安裝第一台帶有凝汽器的發電機組，容量100千瓦,熱效率大為提高。1882年，中國上海建成一座裝有12千瓦直流發電機的火電廠（乍浦路火電廠），為電燈供電。進入20世紀，隨著電照明和電力傳動等推廣，社會對電能的需要促進了火力發電的迅速發展，表現為火電機組的容量不斷增大。1901年，瑞士勃朗－鮑威利有限公司製成第一台5000千瓦汽輪發電機，1902年達到15000千瓦。1912年，美國西屋電氣公司製成25000千瓦機組，到1925年出現了10萬千瓦機組。50年代中期，各國陸續投運30～60萬千瓦火電機組。1973年以後，世界最大火電機組為130萬千瓦。隨著單機容量增大,火電廠規模擴大，熱效率大為提高。每千瓦的建設投資和發電成本也不斷降低。到80年代後期，世界最大火電廠是日本的鹿兒島電廠,容量為440萬千瓦。中國大陸最大的火電廠是諫壁電廠（162.5萬千瓦）。
到80年代末，火力發電仍是最重要的發電方式。世界上絕大多數國家的電力生產仍以火電為主。全世界火電裝機容量約占總裝機容量的65.6％。中國的火電成本低，到1990年，火力發電占總發電量的72％。在今後30年發展規劃中，火電比重將長期保持在70％左右，火力發電對中國經濟的發展仍將起重要作用。
現狀描述
1990年火電站能源消費為21998.6萬t標煤，占全國能源總消費的22.29％。發電消費煤炭27204萬t，占煤炭總消費量的25.78，其中直接燃用原煤26320萬t，占原煤總消費量的25.6％。1994年，發電消費煤炭40053.1萬t，占煤炭總消費量的31.1％。表5.9給出近年火電發電能源消費量。
1994年全國單機600kW及以上發電機組總容量為172440.45MW，占總裝機容量的86。汽輪機組中高溫高壓及以上參數機組共901台，109003.9MW，占汽輪機組總容量的67％。
1990年、1994年火電機組平均發電煤耗指標見表5.10。
表5.9近年火電發電能源消費
年份煤炭/Mt石油/Mt天然氣/106m3
1980109.7116.262076.73
1985156.6213.453606.81
1990265.1512.215034.92
1991294.5511.855417.57
1992327.2011.896409.14
1993362.0412.038181.00
1994392.9111.648532.00
表5.10火電機組供電煤耗統計機組容量
機組容量/MW設計煤耗/g(標煤)/(kw•h)實際運行煤耗/g(標煤)/(kw•h)
1990年平均值1994年
最低值最高值平均值
600321358319342337
300338-344362315342352
200345-360394353418378
125355-358392363465370
100388-390418390435406
6-50 450
類型
按其作用分，有單純供電的和既發電又供熱的（熱電聯產的熱電廠）兩類。按原動機分，主要有汽輪機發電、燃氣輪機發電、柴油機發電（其他內燃機發電容量很小）。按所用燃料分，主要有燃煤發電、燃油發電、燃氣（天然氣）發電。垃圾發電（見垃圾電站）、沼氣發電（見沼氣電站）以及利用工業鍋爐餘熱發電等。為了提高經濟效益，降低發電成本，保護大城市和工業區的環境，火力發電應儘量在靠近燃料基地的地方進行，利用高壓輸電或超高壓輸電線路把強大電能輸往負荷中心。熱電聯產方式則應在大城市和工業區實施。
原理
火力發電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產生的熱能來加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然後再由水蒸氣推動發電機來發電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發電廠統稱為火電廠。
火力發電站的主要設備系統包括：燃料供給系統、給水系統、蒸汽系統、冷卻系統、電氣系統及其他一些輔助處理設備。
火力發電系統主要由燃燒系統（以鍋爐為核心）、汽水系統（主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成）、電氣系統（以汽輪發電機、主變壓器等為主）、控制系統等組成。前二者產生高溫高壓蒸汽；電氣系統實現由熱能、機械能到電能的轉變；控制系統保證各系統安全、合理、經濟運行。
火力發電的重要問題是提高熱效率，辦法是提高鍋爐的參數（蒸汽的壓強和溫度）。90年代，世界最好的火電廠能把40％左右的熱能轉換為電能；大型供熱電廠的熱能利用率也只能達到60％～70％。此外，火力發電大量燃煤、燃油，造成環境污染，也成為日益引人關注的問題。
熱電廠為火力發電廠，採用煤炭作為一次能源，利用皮帶傳送技術，向鍋爐輸送經處理過的煤粉，煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變為水蒸汽，經一次加熱之後，水蒸汽進入高壓缸。為了提高熱效率，應對水蒸汽進行二次加熱，水蒸汽進入中壓缸。通過利用中壓缸的蒸汽去推動汽輪發電機發電。從中壓缸引出進入對稱的低壓缸。已經作過功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業，其餘部分流經凝汽器水冷，成為40度左右的飽和水作為再利用水。40度左右的飽和水經過凝結水泵，經過低壓加熱器到除氧器中，此時為160度左右的飽和水，經過除氧器除氧，利用給水泵送入高壓加熱器中，其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料，最後流入鍋爐進行再次利用。以上就是一次生產流程。
流程
火力發電的流程依所用原動機而異。在汽輪機發電方式中，其基本流程是先將燃料送進鍋爐，同時送入空氣，鍋爐注入經過化學處理的給水，利用燃料燃燒放出的熱能使水變成高溫、高壓蒸汽，驅動汽輪機鏇轉作功而帶動發電機發電（見圖）。
火力發電 熱電聯產方式則是在利用原動機的排汽（或專門的抽汽）向工業生產或居民生活供熱。在燃氣輪機發電方式中，基本流程是用壓氣機將壓縮過的空氣壓入燃燒室，與噴入的燃料混合霧化後進行燃燒，形成高溫燃氣進入燃氣輪機膨脹作功，推動輪機的葉片鏇轉並帶動發電機發電。在柴油機發電中，基本流程是用噴油泵和噴油器將燃油高壓噴入汽缸，形成霧狀，與空氣混合燃燒，推動柴油機鏇轉並帶動發電機發電。
效率
火力發電中，燃料蘊藏的能量只有一部分能轉換為電能，其餘的通過各種途徑損耗掉，包括鍋爐的損耗，汽輪機的損耗，排汽的損耗，發電機的損耗，管道系統的損耗等。到80年代，世界最好的火電廠也只能把40％左右的熱能轉換為電能，大型供熱電廠的熱能利用率也只能達到60～70％。這種把熱能轉換為電能的百分比就是火電廠的發電效率。各類火電廠的發電效率如表。
火力發電系統
火力發電 根據火力發電的生產流程，其基本組成包括燃燒系統、 汽水系統(燃氣輪機發電和柴油機發電無此系統,但這二者在火力發電中所占比重都不大)、電氣系統、控制系統。
①燃燒系統：主要由鍋爐的燃燒室（即爐膛）、送風裝置，送煤（或油、天然氣）裝置、灰渣排放裝置等組成。主要功能是完成燃料的燃燒過程，將燃料所含能量以熱能形式釋放出來，用於加熱鍋爐里的水。主要流程有煙氣流程、通風流程、排灰出渣流程等。對燃燒系統的基本要求是:儘量做到完全燃燒,使鍋爐效率≥90％；排灰符合標準規定。
②汽水系統：主要由給水泵、循環泵、給水加熱器、凝汽器、除氧器、水冷壁及管道系統等組成。其功能是利用燃料的燃燒使水變成高溫高壓蒸汽，並使水進行循環。主要流程有汽水流程、補給水流程、冷卻水流程等。對汽水系統的基本要求是汽水損失儘量少；儘可能利用抽汽加熱凝結水，提高給水溫度。
③電氣系統：主要由電廠主結線、汽輪發電機、主變壓器、配電設備、開關設備、發電機引出線、廠用結線、廠用變壓器和電抗器、廠用電動機、保全電源、蓄電池直流系統及通信設備、照明設備等組成。基本功能是保證按電能質量要求向負荷或電力系統供電。主要流程包括供電用流程、廠用電流程。對電氣系統的基本要求是供電安全、可靠；調度靈活；具有良好的調整和操作功能，保證供電質量；能迅速切除故障，避免事故擴大。
④控制系統：主要由鍋爐及其輔機系統、汽輪機及其輔機系統、發電機及電工設備、附屬系統組成。基本功能是對火電廠各生產環節實行自動化的調節、控制，以協調各部分的工況，使整個火電廠安全、合理、經濟運行，降低勞動強度，提高生產率，遇有故障時能迅速、正確處理，以避免釀成事故。主要工作流程包括汽輪機的自起停、自動升速控制流程、鍋爐的燃燒控制流程、滅火保護系統控制流程、熱工測控流程、自動切除電氣故障流程、排灰除渣自動化流程等。
火力發電用煤品種及過程分析
電力是國民經濟發展的重要能源，火力發電是我國和世界上許多國家生產電能的主要方法。煤炭在鍋爐內燃燒放出的熱量，將水加熱成具有一定壓力和溫度的蒸汽，然後蒸汽沿管道進入汽輪機膨脹做功，帶動發電機一起高速鏇轉，從而發出電來。在汽輪機中做完功的蒸汽排入冷汽器中並凝結成水，然後被凝結水泵送入除氧器。水在除氧器中被來自抽氣管的汽輪機抽汽加熱並除去所含氣體，最後又被給水泵送回鍋爐中重複參加上述循環過程。顯然，在這種火力發電廠中存在著三種型式的能量轉換過程：在鍋爐中煤的化學能轉變為熱能；在汽輪機中熱能轉變為機械能；在發電機中機械能轉換成電能。進行能量轉換的主要設備——鍋爐、汽輪機和發電機，被稱為火力發電廠的三大主機，而鍋爐則是三大主機中最基本的能量轉換設備。
1．電站鍋爐。發電用鍋爐稱為電站鍋爐。目前，在我國大型電廠多用煤粉爐和沸騰爐。電站鍋爐與其它工廠用的工業鍋爐相比有如下明顯特點：①電站鍋爐容量大；②電站鍋爐的蒸汽參數高；③電站鍋爐自動化程度高，其各項操作基本實現了機械化和自動化，適應負荷變化的能力很強，工業鍋爐目前僅處於半機械化向全機械化發展的過程中；④電站鍋爐的熱效率高，多達90以上，工業鍋爐的熱效率多在60～80之間。
2．電站用煤的分類。火力發電廠燃用的煤通常稱為動力煤，其分類方法主要是依據煤的乾燥無灰基揮發分進行分類。
3．煤粉的製備。煤粉爐燃燒用的煤粉是由磨煤機將煤炭磨成的不規則的細小煤炭顆粒，其顆粒平均在0.05~0.01mm，其中20~50μm（微米）以下的顆粒占絕大多數。由於煤粉顆粒很小，表面很大，故能吸附大量的空氣，且具有一般固體所未有的性質——流動性。煤粉的粒度越小，含濕量越小，其流動性也越好，但煤粉的顆粒過於細小或過於乾燥，則會產生煤粉自流現象，使給煤機工作特性不穩，給鍋爐運行的調整操作造成困難。另外煤粉與O2接觸而氧化，在一定條件下可能發生煤粉自然。在制粉系統中，煤粉是由氣體來輸送的，氣體和煤粉的混合物一遇到火花就會使火源擴大而產生較大壓力，從而造成煤粉的爆炸。
鍋爐燃用的煤粉細度應由以下條件確定：燃燒方面希望煤粉磨得細些，這樣可以適當減少送風量，使q2、q4損失降低；從制粉系統方面希望煤粉磨得粗些，從而降低磨煤電耗和金屬消耗。所以在選擇煤粉細度時，應使上述各項損失之和最小。總損失蟬聯小的煤粉細度稱為“經濟細度”。由此可見，對揮發分較高且易燃的煤種，或對於磨製煤粉顆粒比較均勻的制粉設備，以及某些強化燃燒的鍋爐，煤粉細度可適當大些，以節省磨煤能耗。由於各種煤的軟硬程度不同，其抗磨能力也不同，因此每種煤的經濟細度也不同。
4．煤粉的燃燒。由煤粉製備系統製成的煤粉經煤粉燃燒器進入爐內。燃燒器是煤粉爐的主要燃燒設備。燃燒器的作用有三：一是保證煤粉氣流噴入爐膛後迅速著火；二是使一、二次風能夠強烈混合以保證煤粉充分燃燒；三是讓火焰充滿爐膛而減少死滯區。煤粉氣流經燃燒器進入爐膛後，便開始了煤的燃燒過程。燃燒過程的三個階段與其它爐型大體相同。所不同的是，這種爐型燃燒前的準備階段和燃燒階段時間很短，而燃盡階段時間相對很長。
5．發電用煤的質量要求。電廠煤粉爐對煤種的適用範圍較廣，它既可以設計成燃用高揮發分的褐煤，也可設計成燃用低揮發分的無煙煤。但對一台已安裝使用的鍋爐來講，不可能燃用各種揮發分的煤炭，因為它受到噴燃器型式和爐膛結構的限制。發電用煤質量指標有：
①揮發分。是判明煤炭著火特性的首要指標。揮發分含量越高，著火越容易。根據鍋爐設計要求，供煤揮發分的值變化不宜太大，否則會影響鍋爐的正常運行。如原設計燃用低揮發分的煤而改燒高揮發分的煤後，因火焰中心逼近噴燃器出口，可能因燒壞噴燃器而停爐；若原設計燃用高揮發分的煤種而改燒低揮發分的煤，則會因著火過遲使燃燒不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤時要儘量按原設計的揮發分煤種或相近的煤種供應。②灰分。灰分含量會使火焰傳播速度下降，著火時間推遲，燃燒不穩定，爐溫下降。③水分。水分是燃燒過程中的有害物質之一，它在燃燒過程中吸收大量的熱，對燃燒的影響比灰分大得多。④發熱量。為的發熱量是鍋爐設計的一個重要依據。由於電廠煤粉對煤種適應性較強，因此只要煤的發熱量與鍋爐設計要求大體相符即可。⑤灰熔點。由於煤粉爐爐膛火焰中心溫度多在1500℃以上，在這樣高溫下，煤灰大多呈軟化或流體狀態。⑥煤的硫分。硫是煤中有害雜質，雖對燃燒本身沒有影響，但它的含量太高，對設備的腐蝕和環境的污染都相當嚴重。因此，電廠燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超過2.5。
火力發電廠的基本生產過程
火力發電廠的主要生產系統包括汽水系統、燃燒系統和電氣系統，現分述如下：
（一）汽水系統：
火力發電廠的汽水系統是由鍋爐、汽輪機、凝汽器、高低壓加熱器、凝結水泵和給水泵等組成，他包括汽水循環、化學水處理和冷卻系統等。
水在鍋爐中被加熱成蒸汽，經過熱器進一步加熱後變成過熱的蒸汽，再通過主蒸汽管道進入汽輪機。由於蒸汽不斷膨脹，高速流動的蒸汽推動汽輪機的葉片轉動從而帶動發電機。
為了進一步提高其熱效率，一般都從汽輪機的某些中間級後抽出作過功的部分蒸汽，用以加熱給水。在現代大型汽輪機組中都採用這種給水回熱循環。此外，在超高壓機組中還採用再熱循環，既把作過一段功的蒸汽從汽輪機的高壓缸的出口將作過功的蒸汽全部抽出，送到鍋爐的再熱汽中加熱後再引入氣輪機的中壓缸繼續膨脹作功，從中壓缸送出的蒸汽，再送入低壓缸繼續作功。在蒸汽不斷作功的過程中，蒸汽壓力和溫度不斷降低，最後排入凝汽器並被冷卻水冷卻，凝結成水。凝結水集中在凝汽器下部由凝結水泵打至低壓加熱再經過除氧氣除氧，給水泵將預加熱除氧後的水送至高壓加熱器，經過加熱後的熱水打入鍋爐，再過熱器中把水已經加熱到過熱的蒸汽，送至汽輪機作功，這樣周而復始不斷的作功。
在汽水系統中的蒸汽和凝結水，由於疏通管道很多並且還要經過許多的閥門設備，這樣就難免產生跑、冒、滴、漏等現象，這些現象都會或多或少地造成水的損失，因此我們必須不斷的向系統中補充經過化學處理過的軟化水，這些補給水一般都補入除氧器中。
（二）燃燒系統
燃燒系統是由輸煤、磨煤、粗細分離、排粉、給粉、鍋爐、除塵、脫流等組成。是由皮帶輸送機從煤場,通過電磁鐵、碎煤機然後送到煤倉間的煤斗內,再經過給煤機進入磨煤機進行磨粉，磨好的煤粉通過空氣預熱器來的熱風，將煤粉打至粗細分離器，粗細分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機），經過排粉機送至粉倉，給粉機將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進行燃燒。而煙氣經過電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置，通過石漿噴淋脫出流的氣體經過吸風機送到煙筒排人天空。
（三）發電系統
發電系統是由副勵磁機、勵磁碟、主勵磁機（備用勵磁機）、發電機、變壓器、高壓斷路器、升壓站、配電裝置等組成。發電是由副勵磁機（永磁機）發出高頻電流，副勵磁機發出的電流經過勵磁碟整流，再送到主勵磁機，主勵磁機發出電後經過調壓器以及滅磁開關經過碳刷送到發電機轉子，當發電機轉子通過鏇轉其定子線圈便感應出電流，強大的電流通過發電機出線分兩路，一路送至廠用電變壓器，另一路則送到SF6高壓斷路器，由SF6高壓斷路器送至電網。
火力發電的弊端及對環境的影響
煙氣污染：煤炭直接燃燒排放的SO2、NOX等酸性氣體不斷增長，使我國很多地區酸雨量增加。全國每年產生140萬噸SO2。
粉塵污染：對電站附近環境造成粉煤灰污染，對人們的生活及植物的生長造成不良影響。全國每年產生1500萬噸煙塵。
資源消耗：發電的汽輪機通常選用水作為冷卻介質，一座1000MW火力發電廠每日的耗水量約為 十萬噸。全國每年消耗5000萬噸標準煤。
火力發電污染嚴重，電力工業已經成為我國最大的污染排放產業之一
改進:利用各種技術提高發電效率；對煙塵採用脫硫除塵處理或改燒天然氣；氣輪機改用空氣冷卻。
環境問題
火力發電過程中，排出大量煙氣、灰渣，發出噪聲等，都會對環境造成污染(見火電廠污染)。因此，在選擇火電廠的廠址時，應充分考慮火力發電引起的環境問題。一般規定，新建、擴建和改建的火電廠工程，在初步可行性研究階段，應進行環境影響分析，提出環境影響報告書。在初步設計階段，還應提出防治環境污染和有關工業衛生的設計檔案。防治污染的設施應與主體工程同時設計、施工和投產。火電廠環境影響分析評價，一般分大氣環境、水體、噪聲和其他環境影響，如對土壤、生物和人體健康的影響等。對有超高壓(330～765千伏)升壓站和超高壓輸電線路出線的電廠，還應考慮電磁噪聲和電暈對無線電、電視等的干擾以及出線走廊內線路下靜電場對人體和其他設施的影響（電磁污染）。環境影響分析評價的具體內容，一般包括現狀的調查和評價、污染產生的影響及防治措施等。
其他問題
熱能與動力工程是以工程熱物理學科為主要理論基礎，以內燃機和正在發展中的其它新型動力機械及系統為研究對象，運用工程力學、機械工程學、自動控制、計算機、環境科學、微電子技術等學科的知識和內容，研究如何把燃料的化學能和液體的動能安全、高效、低（或無）污染地轉換成動力的基本規律和過程，研究轉換過程中的系統和設備的自動控制技術。隨著常規能源的日漸短缺，人類環境保護意識的不斷增強，節能、高效、降低或消除污染排放物、發展新能源及其它可再生能源成為本學科的重要任務，在能源、交通運輸、汽車、船舶、電力、航空宇航工程、農業工程和環境科學等諸多領域獲得越來越廣泛的套用，在國民經濟各部門發揮著越來越重要的作用。
這方面人才在加強學生基礎理論和綜合素質教育的同時，加強計算機及自動控制技術的套用，強化專業實踐教學，注重全能訓練，全面提高自己的實踐動手能力和科學研究潛力.
我國能源動力類專業形成於20世紀50年代。以交通大學為例，1952年院系調整時，當時設在機械系中的動力組就單獨成立了動力機械系。由於受當時蘇聯教育體制的影響，在該學科的發展過程中，專業面曾一度越分越細。50年代初期只有鍋爐、氣輪機、內燃機等專業，以後又先後辦起製冷專業與風機專業，製冷專業又細分出壓縮機，製冷及低溫專業。在50年代末又創辦了核能專業，在60～70年代有些學校先後設立了工程熱物理專業。這樣能源動力學科中的專業就先後包括有鍋爐、渦輪機、電廠熱能、風機、壓縮機、製冷、低溫、內燃機、工程熱物理，水力機械以及核能工程等11個專業，形成了明顯的以產品帶教學的基本格局。
熱能與動力工程專業中包含的水利水電動力工程專業的前身為水電站動力裝置專業。該專業形成於20世紀50年代。新中國成立以後，隨著國家對水患的治理和經濟建設的發展，國家設立了華東水利學院、武漢水利水電學院、華北水利水電學院等一些專門的水利院校，1958年起在這些院校和西安交通大學水利系（西安理工大學水電學院的前身）設立了水電站動力裝置專業，以滿足國家對水電建設人才的迫切需求。1977年恢復聯考招生後，該專業更名為水電站動力設備專業。1984年該專業更名為水利水電動力工程專業，涵蓋了原水能動力工程、水電站動力裝置、水電站動力設備、水能動力及其自動化、機電排灌工程、水能動力與提水工程等專業，昆明工業學院、成都科技大學等一些院校都設定了該專業。1998年，按照國家教育部頒布的新的專業目錄，水利水電動力工程專業併入熱能與動力工程專業，新的熱能與動力工程專業包含了原來的熱力發動機、流體機械及流體工程、熱能工程與動力機械、熱能工程、製冷與低溫技術、能源工程、工程熱物理、水利水電動力、工程冷凍冷藏工程等9個專業。
客觀上說，這種專業劃分與當時我國計畫經濟的體制以及工業發展的實際情況，在一定程度上是相適應的。過窄的專業面，但卻培養了專業工作能力較強的學生。因此，在當時對我國經濟的發展和工業體系的重建，曾經起到過積極的作用。但隨著社會經濟向現代化方向的發展和高新科學技術的進步，特別是我國改革開放以後，國外先進科技、管理體系的大量引進，學科的交叉融合不斷產生新的經濟成長點，當時實際存在的過細過窄的工科專業設定，總體上已不能適應新的形勢和發展對人才的需要，必須進行專業調整。因此，在1993年原國家教委進行的專業目錄調整中，將能源動力學科的上述前10個專業壓縮為4個專業，即熱能工程，熱力發動機，製冷與低溫工程，流體機械與流體工程，核工程與核技術保留。1998年，教育部頒布了新的專業目錄，將上述前4個專業進一步合併為熱能與動力工程專業，核工程與核技術專業單獨設立，而在引導性的專業目錄中，則建議將熱能工程與核能工程合併。但當時我國大多數學校還是採用了熱能工程與核能工程單獨設專業的方案。因此，在2000年教育部設立的新一輪教學指導委員中，在能源動力學科教學指導委員會下分設了三個委員會：熱能動力工程，核工程與核技術以及熱工基礎課程教學指導分委員會。
能源動力工業是我國國民經濟與國防建設的重要基礎和支柱型產業，同時也是涉及多個領域高新技術的集成產業，在國家經濟建設與社會發展中一直起著極其重要的作用。近年來，隨著我國各個方面改革的深化發展，包括市場經濟的逐步建立，國有大中型企業機制的轉換，加入WTO後面臨的挑戰，以及能源動力領域技術的發展，並考慮到我國核科技工業“十一五”以及到2020年發展所面臨的形勢與任務，我國能源動力類以及核相關專業人才的培養面臨著嚴峻的挑戰。
能源動力及環境是目前世界各國所面臨的頭等重大的社會問題，我國能源工業面臨著經濟成長、環境保護和社會發展的重大壓力。我國是世界上最大的煤炭生產和消費國，煤炭占商品能源消費的76％，已成為我國大氣污染的主要來源。已經探明的常規能源剩餘儲量(煤炭、石油、天然氣等)及可開採年限十分有限，2000年的統計資料表明，我國化石能源剩餘可儲采比煤炭為92年，石油20.5年，僅為世界儲采比的一半；天然氣為63年，優質能源十分匱乏。我國已成為世界第二大石油進口國，對國際石油市場的依賴度逐年提高，能源安全面臨挑戰，存在著十分危險的潛在危機，比世界總的能源形勢更加嚴峻。現在，能源資源的國際間競爭愈演愈烈，從伊拉克戰爭及戰後重建，到中日雙方在俄羅斯輸油管線走向上的角逐等一系列國際問題，無不是國家間能源戰略利益衝突、鬥爭的具體反映。因此開發利用可再生能源、實現能源工業的可持續發展具有應該說更加迫切、更具重大意義。我們應該清楚地認識到：我國的能源資源是有限的，我國現有能源開發利用程度與效率很低，在清潔能源開發、能源綜合高效利用和環境保護領域內，與已開發國家存在著較大的差距：我國水能資源理論蘊藏量（未包括台灣省）為6.76億KW，可開發容量3.78億KW,相應年發電量19200億KWh，均居世界第一；至2003年底水電裝機容量達到9139萬KW，年電量2710億KWh，開發率按電量算只有14％，按裝機容量算只有24.2％，遠遠落後於美國、加拿大、西歐等已開發國家，也落後於巴西、埃及、印度等開發中國家。高耗能產品能源單耗比已開發國家平均水平高40%左右，單位產值能耗是世界平均水平的2.3倍。同時，實施可持續發展戰略對能源發展提出了更高的要求。長期以來，粗放型的增長方式使能源發展與保護環境、資源之間的矛盾日益尖銳。未來能源發展中，如何充分利用天然氣、水電、核電等清潔能源，加快新能源與可再生能源開發，推廣套用潔淨煤技術，逐步降低用於終端消費煤炭的比重，實現能源、經濟、環境的可持續發展將是"十五"以及中長期能源發展面臨的重要選擇。特別地，我國核科技工業是國家的戰略行業。完善的核科技工業體系是確立一個國家核大國地位的基本條件。它既是國家戰略威懾力量和國防科技工業的重要組成部分，是國家政治、國防安全的重要保障和外交利益所在，同時又是國民經濟的重要產業。核軍工、核能、核燃料和核套用技術產業，是我國核科技工業的主要組成部分。與此相適應，如何培養適應上述21世紀社會需要的能源動力類以及核相關專業人才，是每個大學相關專業以及每位從事能源動力類專業教育的工作者需要解決的重要問題。
常規化石能源的使用是能源動力學科專業教學的主要內容之一，而常規化石能源的使用與環境問題密切相關。目前，煤炭、石油、天然氣等化石能源仍在整個能源構成中占據主導地位，而且估計在今後幾十年地時間內這一局面還不會改變。這些常規化石能源主要直接套用於火力發電，這會帶來一系列嚴重的環境問題，比如硫氧化物、氮氧化物等的大氣污染、固體廢物、水污染和熱污染等。據最近的報載，當前我國每年火力發電的煤炭耗量超過8億噸，電廠的煙塵排放量約為350萬噸，占全國煙塵排放量的35％。其中微細粒子（小於10微米）排放量超過250萬噸，是影響大城市大氣質量和能見度的主要因數，並嚴重危害人體健康。因此，對能源動力生產過程中的這些環境問題必須進行妥善處理和控制，實現其環境友好化，才能保證人類的生存和社會經濟的可持續發展。環境問題已經成為能源動力技術研究中的重要組成部分，也必須在專業課程的教學中有相應的體現。也正是基於這一原因，浙江大學已經將原來的熱能與動力工程專業改名為能源與環境系統工程專業。核能發電雖然沒有上述火力發電那樣的問題，但有其獨特的問題，如輻射防護與保健、核廢料的處置與處理等均與環境保護有關。迫於環境方面對能源開發與利用的巨大壓力，作為常規能源的水能由於具有清潔與可再生的特點，其開發與利用越來越得到重視，在我國能源發展戰略占有十分重要的地位。
市場發展
2012年火力發電企業供汽市場的發展潛力
中國垃圾發電市場全景調查及投資前景預測報告（2012-2016）儘管最近幾年，我國發電企業工業供汽項目建設速度很快，但仍然有很多地區的工業用汽緊張，工業用汽的市場需求也在快速增長。
隨著我國國民經濟的持續高速增長，工業企業快速發展，人們生活水平不斷提高，未來我國的工業用汽需求量和城鎮居民採暖熱力需求量都將保持高速增長態勢。此外，目前還有相當一部分工業企業在使用小鍋爐供熱，根據國家能源和工業發展政策，這部分供熱的小鍋爐應該被改造或取消，而這些熱能供應的空白，要由發電企業填補。
如果把當前30% 的既有工業鍋爐和20% 的既有採暖鍋爐改造為熱電聯產供熱方式，將可形成近20 Mtce 的節能能力。根據有關統計數據，到2020 年，我國發電企業的熱電聯產裝機容量將由目前的139. 8GW 增長到220GW左右，但仍然無法滿足工業和居民對於熱力的需求量。
綜上所述，如果到2020 年，從新增熱電聯產裝機、對現役凝氣火電機組進行供熱改造、對既有的部分小鍋爐改造為熱電聯產供熱等方面，進一步推動發電企業集中供氣市場的發展力度，將會形成1Mtce 以上的節能能力，從而為實現我國“十二五規劃”的節能減排目標作出更大貢獻。
參考書目
董樹屏、李天鐸編：《熱能轉換及利用》，機械工業出版社，北京，1985。
火電行業發展情況
由於我國火電發電量占全國發電總量的80%以上，火電行業的高能耗、高污染現狀使得“十二五”期間節能減排任務的完成，火電行業是主要突破方向。[1]《2012-2016年中國火電行業深度分析及市場調查產業洞察》數據顯示目前，我國的電力供應仍以火電為主，火力發電量占全國發電總量的80%以上。國內火電企業主要依靠燃煤發電，利用球磨生產環節將煤炭進行粉碎，儘量提高煤粉細度，一方面可以使煤炭充分燃燒，提高利用效率；另一方面煤炭的充分燃燒可以減少污染物的排放。在傳統的球磨技術下，為保證煤粉細度，必將使得球磨生產環節運轉載荷加大，從而耗費更多的能源，目前球磨機的耗電量已經占到火電企業用電量的30%左右。目前，由於煤價的快速上漲，為了控制發電成本，越來越多的火電廠採用的煤炭質量大幅下降，含有大量的煤矸石或石塊，這些石塊在目前的球磨機中無法磨碎，累積在球磨機中，加大了球磨機的運轉載荷。運轉載荷的加大使得機械設備磨損以及耐磨材料消耗增加，而且為修復和更換已損壞的部件和失效的耐磨鑄件、恢復運行，需要投入大量人力、物力、財力，在修理和更換期間，還會影響發電，造成巨大的經濟損失。
火力發電作為我國電力供應的主要組成部分，近幾年的發電量穩步增長。
由於我國火電發電量占全國發電總量的80%以上，火電行業的高能耗、高污染現狀使得“十二五”期間節能減排任務的完成，火電行業是主要突破方向。並且，未來解決我國用電缺口的發展方向仍然是火電建設，節能減排技術在火電行業的套用將被更加重視。
關於電資源的相關知識
| 節約用電對發展國民經濟有重要意義。電能是由一次能源（煤、石油、天然氣、水利資源等）轉換而成的二次能源。耗電量的減少可以使發電、輸變電所需要的設備容量減少，節約能源方面的投資。 |
發電方式
| 非再生能源發電方式 | 火力發電；核能發電 |
| 再生能源發電方式 | 水力發電；潮汐發電；風力發電；太陽能發電；地熱發電；核融合發電；海水溫差發電 |
