淮安热电厂改进工程即将开工，预计2010年投产．该电厂是国家“十一五”重点建设项目，规划装机总容量为400万千瓦，总投资约160亿元，其中改进工程建设的发电机组是由2台超超临界

Question

淮安热电厂改进工程即将开工，预计2010年投产．该电厂是国家“十一五”重点建设项目，规划装机总容量为400万千瓦，总投资约160亿元，其中改进工程建设的发电机组是由2台超超临界燃煤机组成，每台功率达到100万千瓦，代表了国内火电发展的方向．所谓超超临界，意为燃料的超级充分燃烧，二氧化碳等有害气体超级的绝少排放，发电效率的超级高效．两台机组投入运行后，每年将向华东电网提供100亿千瓦时的电量．
（1）发电机的工作原理是什么？改进工程投产后，与传统的热电厂比较，将有什么显著的优点？（只要答出一点）
（2）若一台新型发电机一年输出电能6×10 ⁹ kW•h，它一年工作的总时间为多少天？
（3）如果某传统燃煤发电机每发出1度电，要消耗热值为3.0×10 ⁷ J/kg的标准煤0.4kg，该发电机的效率为多大？
（4）若电厂通过供电系统用220V的恒定电压给小刚家所在的离电厂较远的小区供电，某天小刚发现自家“220V100W”的白炽灯工作10min时，消耗电能为4.86×10 ⁴ J，已知小刚家进户线上装有一空气开关，当电流达到20A时，空气开关自动“跳闸”，他家此时允许消耗的最大电功率为多大？（不考虑温度对电阻的影响）

Answer 1

（1）发电机的工作原理是电磁感应现象，这种发电机的优点是：污染比较小，环保节能．
（2）由题意所知，W=6×10 ⁹ kW•h，P=1000000kW=1×10 ⁶ kW
根据P= (W)/(t)
得到t ₁ = (W)/(P) = (6× 109 kW•h)/(1× 106 kW) =6000h=250天；
（3）完全燃烧0.4kg煤所放出的热量Q=qm=3.0×10 ⁷ J/㎏×0.4㎏=1.2×10 ⁷ J，
又W _有 =1kWh=3.6×10 ⁶ J
∴发电机的效率η= (W)/(Q) ×100%= (3.6× 106 J)/(1.2× 107 J) ×100%=30%
（4）根据题意：t=10min=600s 灯泡的实际电功率P _实 = (W)/(t) = (4.86× 104 J)/(600s) =81W
根据P=UI、I= (U)/(R) 得P= (U2)/(R) ，
P _额 = (U2额)/(R) ，P _实 = (U2实)/(R) 可得出：
(U2额)/(P额) = (U2实)/(P实) ，
∴U _实 =

(U2额P实)/(P额)

=

((220v)2 ×81W)/(100W)

=198V
∴P=UI=198v×20A=3.96×10 ³ W
答：（1）发电机的工作原理是电磁感应现象，污染比较小，环保节能；
（2）发电机组一年工作的总时间为250天；
（3）发电机的效率为30%；
（4）消耗的最大电功率为3.96×10 ³ W．