十八世紀工業革命起源在英國,很多讀者都知道,但為什麼在英國,不是在其他國家,相信大部份人都不清楚。英國本土蘊藏了大量的煤礦,最初英國人只懂得用煤加熱來取暖,後來才意識到大量使用燃煤可以產生蒸汽,而蒸汽又可以代替人力去推動機械設備,可以大規模地進行工業生產,推動經濟的發展,所以工業革命便徐徐開展了,箇中的關鍵是因為有煤和懂得用煤。
煤內藏大量的碳和氫元素,跟空氣的氧燃燒後便會釋放熱能,燃燒後會產生高溫氣體,再將水煮沸便會產生蒸汽,用作推動機械設備。將燃煤的能量從化學能轉化成為蒸汽的電廠設備是鍋爐 (Boiler) 。早期的鍋爐,需要工人將煤鏟上鍋爐外邊的運輸帶,運輸帶再將煤運到鍋爐內,利用鼓風機將空氣送入鍋爐,燃煤在高溫的條件下,便會自行燃燒產生熱空氣,熱空氣被引導到一排一排的管道,管道的外壁被水包圍,吸收熱能之後,水便會被煮沸,產生了蒸汽,便可用來推動工業設備了。
隨著工業的發展,對蒸汽的要求便不斷提高,傳統運輪帶輸送燃煤到鍋爐內燃燒已不再滿足要求,需要更短的燃燒時間,更高的燃燒溫度和效率,產生更高壓力和溫度的蒸汽,才能滿足使用者的期望,因此鍋爐的設計便需要大幅度的修改來滿足新的要求。另一方面燃煤的燃燒方法也有一個翻天覆地的轉變,主要是不再使用煤塊在鍋爐內燃燒,煤在進入鍋爐之前便被壓碎及研磨成粉末,再送入鍋爐內燃燒,這種安排便可以大幅度提升煤的表面面積,更容易跟空氣混合燃燒,所需要的時間便會大幅度下降,因此同一空間便可以燒更多的煤,大大提高了燃燒效率,產生更高溫度的氣體,便能夠產生更高壓力和溫度的蒸汽,現在發電廠的燃煤鍋爐,都是採用這種設計。由於燃燒方法改變了,對燃煤的品質便有不同的要求,現在簡單地敘述如下:
