熱能轉換過程的三個步驟
第壹步:將化學能轉化為熱能。在鍋爐中燃燒化石燃料會產生熱能，熱能被水吸收後變成蒸汽。
第二步:將熱能轉化為機械能。高溫蒸汽產生的推力帶動渦輪旋轉。
第三步:將機械能轉化為電能。利用汽輪機的旋轉來啟動發電機轉子的旋轉，通過切割磁力線來產生電能。
火力發電過程
煤通過電磁鐵和磨煤機送到煤倉之間的煤鬥，進入磨煤機進行粉磨。磨碎的煤粉通過空氣預熱器吹出的熱風送入粗分離器，粗分離器將合格的煤粉送入粉倉。最後，煤粉由給粉器泵入燃燒器，送入鍋爐燃燒。
熱力發電廠
火力發電廠，即火電廠，是以可燃物質(我國火力發電廠的主要燃料是煤)為燃料生產電能的工廠。它的基本生產過程是:燃料燃燒時，水受熱產生蒸汽，燃料的化學能轉化為熱能。蒸汽壓力帶動渦輪旋轉，熱能轉化為機械能。然後渦輪帶動發電機旋轉，機械能轉化為電能。
現代火力發電廠是壹個生產電能和熱能的龐大而復雜的工廠。根據燃料、原動機、蒸汽壓力、裝機容量等維度的不同，火電廠可以分為很多類型。隨著火電技術的不斷提高，火電廠的建設和運行正逐漸適應低能耗、減排的社會發展要求。
火力發電的三種發電方式
汽輪機發電:首先將燃料送入鍋爐，同時送入空氣。鍋爐註入經過化學處理的給水，燃料燃燒釋放的熱能將水變成高溫高壓蒸汽，帶動汽輪機旋轉做功，帶動發電機發電。熱電聯產方式是利用原動機的乏汽(或專用抽汽)為工業生產或居民生活提供熱量。
燃氣輪機發電:壓縮空氣被壓氣機壓入燃燒室，與噴射的燃料混合霧化，然後燃燒形成高溫氣體，進入燃氣輪機膨脹做功，帶動葉片旋轉，帶動發電機發電。
柴油機發電:燃油由噴油泵和噴油器在高壓下噴入氣缸形成薄霧，與空氣混合燃燒，帶動柴油機旋轉，帶動發電機發電。
火力發電廠五大系統
燃料系統:完成燃料運輸、儲存和制備的系統。燃煤電廠有卸煤設施、煤場、裝煤設施、煤倉、給煤機、磨煤機等設備；燃油電廠配有油箱、加熱器、油泵、輸油管等設備。
燃燒系統:主要由鍋爐燃燒室、送風裝置、輸煤裝置和排灰裝置組成。主要作用是完成燃料的燃燒過程，將燃料中所含的能量以熱能的形式釋放出來，用於加熱鍋爐中的水。主要工藝有煙氣工藝、通風工藝、排灰和排渣工藝等。
汽水系統:主要由給水泵、循環泵、給水加熱器和冷凝器組成。它的作用是通過燃料的燃燒把水變成高溫高壓的蒸汽，使水循環。主要工藝有汽水工藝、補給水工藝和冷卻水工藝。
電氣系統:主要由電廠主接線、汽輪發電機、主變壓器、配電設備、開關設備、發電機引出線、蓄電池DC系統、通信設備和照明設備組成。基本功能是根據電能質量要求，保證向負載或電力系統供電。主要過程包括供電過程和廠用電過程。
控制系統:主要由鍋爐及其輔助系統、汽輪機及其輔助系統、發電機及電氣設備、輔助系統組成。主要工作流程包括汽輪機自啟停、自動調速流程、鍋爐燃燒控制流程等。
火力發電廠的核心設備主要包括鍋爐、汽輪機和發電機，安裝在電廠的主廠房內。主變壓器和配電設備壹般安裝在獨立的建築物和室外，其他輔助設備，如水處理設備、除塵設備、燃料儲運設備等。，安裝在主廠房或輔助建築和室外場地。
發電設備的程序控制是根據輔機和熱力系統的工藝流程，將生產過程中大量分散的操作分成若幹個有規律的程序進行控制和保護。運行保護分為聯鎖保護、繼電保護和固定保護裝置，運行控制分為就地控制、集中控制和綜合自動控制。
發電環節:多聯產發電技術
熱電聯產:熱電聯產是指利用熱力發動機或發電站同時產生電力和有用的熱量。熱電聯產是燃料的熱力學有效利用。該技術將發電後的余熱用於工業制造或利用工業制造的余熱發電，最大限度地利用能源。由於傳統發電機的效率只有30%左右，高達70%的燃料能量被轉化為無用的熱能，汽電共生可以在工業上再利用30%以上的熱能，使得燃料利用率達到60%以上。
冷熱電三聯供:冷熱電三聯供系統是從能源中心同時產生熱、電、冷能並供給區域的裝置及其外圍設備。汽輪機發電系統的抽汽或乏汽除發電外，還可用於生產工藝及生活供熱，並可通過制冷系統轉換部分電力或熱量，滿足生產及生活用冷需求。
該系統不僅使壹次能源的能量得到梯級利用，而且提高了相關設備的利用率。是壹種節能、經濟的供能方式。當供給面積較小時(如建築群)，也可利用內燃機發電，其廢氣和冷卻水可用於供暖和制冷。
發電環節:四項新發電技術
IGCC技術:IGCC (Integrated氣化聯合循環)是壹項成熟的清潔高效的煤電技術，是煤氣化技術與高效聯合循環相結合的先進電力系統。它由煤氣化凈化和燃氣-蒸汽聯合循環發電組成。
第壹部分主要設備包括氣化爐、空分裝置和氣體凈化裝置(包括硫磺回收裝置)；第二部分主要設備包括燃氣輪機發電系統、余熱鍋爐和蒸汽輪機發電系統。與傳統的燃煤發電技術相比，IGCC集成了煤氣化和燃氣-蒸汽聯合循環發電技術，具有發電效率高、汙染物排放低、二氧化碳捕集成本低等優點。IGCC是國際上已驗證的、可產業化的、最具發展前景的清潔高效燃煤發電技術。
超臨界和超超臨界機組:節能環保性能高的火電廠中的超臨界機組和超超臨界機組，是指鍋爐中的工質壓力。鍋爐內的工作介質為水，水的臨界壓力為22.115MPa，臨界溫度為374.15℃
在這個壓力和溫度下，水和蒸汽的密度相同，稱為水的臨界點。如果爐內工質壓力低於這個壓力，稱為亞臨界鍋爐，如果高於這個壓力，稱為超臨界鍋爐。如果爐內蒸汽溫度不低於593°C或蒸汽壓力不低於31 MPa，則稱為超超臨界鍋爐。在工程上，壓力在25MPa以上的常稱為超超臨界。
大型空冷發電技術:廣泛應用於缺水地區，空冷發電機組利用強迫空氣作為熱源的載體，達到設備散熱的目的。目前，電廠采用的空冷系統主要有三種，即直接空冷、外冷凝器間接空冷系統和混合式冷凝器間接空冷系統。
其中直接空冷多采用機械通風。在同等水資源條件下，采用空冷機組可使裝機容量擴大數倍，在缺水地區新建火電機組中已得到廣泛應用，節約了水資源，滿足了電力工業的發展。
大型CFB電站:提高煤炭利用效率循環流化床(CFB)將大量固體顆粒懸浮在運動的流體中，使顆粒具有流體的某些表觀特征。這種流固接觸狀態稱為固體流態化。循環流化床鍋爐具有優良的低負荷運行能力，適用於電網調峰。
建設大型CFB電站可以利用煤矸石、粉煤、泥炭和劣質煤可燃物，可以提高煤炭的綜合利用效率，減少廢棄煤矸石和劣質煤對土地的占用，減少環境汙染。
儲能調頻:發展前景廣闊。
火電機組傳統的功率調節要經過化學能、熱能、動能、電能的壹系列轉換，調節過程長，響應慢，難以響應日頻率100次的調頻需求。利用鋰電池等儲能技術輔助機組調頻，可將響應時間從分鐘級降至秒級，大幅提高調頻性能指標K值，穩定機組出力，降低機組損耗和能耗。
據國際機構測算，儲能調頻對火電機組的替代效應可達25倍。此外，火電的附加儲能可以降低火電廠的煤耗和機組磨損。
儲能參與調頻的良好效果使其在全球各大電力市場得到廣泛應用。熱能蓄能調頻的發展對新能源蓄能起到了積極的示範作用。隨著新能源普及率的提高，儲能參與新能源調頻的方式有望成為電力調頻的重要手段，具有廣闊的發展前景。
煙氣處理技術:煙氣脫硫
在煙氣脫硫的技術路線中，根據反應物和產物的物質形態不同，可分為濕法、半幹法和幹法。石灰石-石膏濕法是最受歡迎的方法，其技術優勢是吸收劑來源廣泛、煤種適應性強、價格低廉、副產品可回收利用。
煙氣處理技術:煙氣脫硝
燃煤煙氣脫硝處理可以理解為使用金屬催化劑的可逆反應，顯著提高正反應轉化率。因此，保證煙氣溫度在催化劑的有效溫度窗口內非常重要，否則反應轉化率會明顯下降。
由於鍋爐剛排出的煙氣溫度最適宜，根據煙氣進入催化反應器前是否經過除塵裝置，催化反應器的布置可分為高含塵量布置和低含塵量布置兩種，其中高含塵量布置是主流。