1980年代臺灣用電需求激增,急需新設電廠補充電源。由於當年台灣基載電廠均集中於臺灣南北部,為增少線路損失及考慮國外進口燃煤的運輸成本,並促進台灣中部地區經濟發展,而有臺中火力發電廠計畫。1986年開始,建廠基礎計畫,擬以抽取台中港計畫航道的砂石填海造陸,總計抽砂填海完成155公頃的海埔新生地。第一期工程從1989年至1992年完工運轉,建置完成4部氣渦輪機組、4部汽力發電機組。第二期工程從1995年至1997年,續增4部汽力發電機組,總裝置容量為468.8萬瓩,使得台中火力發電廠成為台電最大的火力發電廠。第三期工程增設兩部汽力發電機組,2006年完工運轉,總裝置容量提升至578.8萬瓩,佔台電公司總裝置容量約20%。
目前臺中發電廠裝設有十部550MW的燃煤機組,四部70MW的氣渦輪機組及22部2MW的風力發電機組,並計畫於2019年及2020年增設11及12號機組。
僅於接待中心設有展示館及前方公園供遊客參觀,其於廠區並不對外開放。開車進入時,請於大門先洽詢警衛可否進入接待中心展示館參觀。
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