关于燃气轮机和蒸汽轮机200分

题目

关于燃气轮机和蒸汽轮机200分
煤炭可以作为燃气轮机的燃料吗?如果不可以是什么原因?为什么现在的大型火电厂都主要以蒸汽轮机为动力系统?

答案

燃气轮机的原理：燃料在燃烧室里燃烧膨胀,推动气轮机旋转做功.
蒸汽轮机的原理：燃料燃烧加热锅炉里的水,水在锅炉里被加热汽化,推动汽轮机旋转做功.
他们的区别是内燃与外燃的区别.锅炉和燃烧室是产生做功气体的地方,燃气轮机燃料就在里面燃烧,而蒸汽轮机燃料在锅炉外燃烧.
在活塞式发动机里也有内燃与外燃式的区别：使用汽油、柴油的内燃机和使用煤炭烧锅炉的蒸汽机.
从以上两大类发动机可以看出,使用煤炭的发动机就只能是外燃式的,内燃式的发动机必须使用液态的油燃料（还可以使用天然气等气态燃料）.
原因是,燃烧室（或锅炉）是产生膨胀做功气体的地方,而为了让膨胀气体能够有效做功,燃烧室（或锅炉）必须要有一定程度的密封以产生燃气或蒸汽压力,才能推动气轮机（或活塞）做功.
由于煤燃烧后会有大量固体残渣,在密封的燃烧室里无法排除,会导致燃烧室很快塞满残渣,所以煤炭不适用内燃式的发动机.内燃式发动机只能使用不产生固体残渣的燃料.
锅炉的炉子则不需要密封,因此有了残渣可以很方便地排掉,所以煤炭可以使用在锅炉烧开水方式的外燃式发动机上.
至于你问为什么现在的大型火电厂都主要以蒸汽轮机为动力系统?那是因为石油太贵,用来发电成本太高,而煤炭则又多又便宜,发电成本低.使用蒸汽轮机而不使用活塞式蒸汽机那是因为活塞式蒸汽机效率太低.