История возникновения вихревых горелочных устройств. Низкоэмиссионные горелки.

ВВЕДЕНИЕ
Для понимания такой обширной темы, необходимо определиться что такое горелка. Горелка — это такой тип устройства, в котором происходит процесс сгорания разнообразных видов топлива. В горелке поступившее топливо окисляется, далее формируется факел и на последней стадии происходят манипуляции с пламенем. Формирование топочного процесс при помощи горелок и рациональной компоновки можно представить следующим образом: формирование высокой температуры за счет горения факела, образование смеси, непосредственно процесс выгорания пыли.
Далее имеющиеся в наличии отдельные элементы и горелки соединяют в котельную установку - это комплекс котельного агрегата и вспомогательного оборудования, конструктивно объединенный в единое целое. В сумме он представляет собой совокупность устройств, механизмов и элементов, объединенных между собой для производства водяного пара или теплой воды нужных параметров. Под вспомогательным оборудованием понимаем вентиляторы, дымососы, хим. и водоочистки, системы подготовки и подачи топлива и зол и шлакоудаление, оборудование для очистки дымовых газов, дымовая труба и другие.
На сегодняшний день, от выбора и настройки горелок зависят проблемы экономичного сжигания топлив на котлах тепловых электростанций и соответственно экологическая безопасность. Поэтому актуальным является осуществлять производственные процессы без личного участия человека, но под его контролем, т.е. автоматизировать процесс.
 
1. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ
Как мы уже упоминали во введении, в работе современных котелен на сегодняшний день также активно применяются вспомогательные элементы (они не являются фокусом внимания данного реферата). Данные вспомогательные элементы и агрегаты призваны обеспечить нормальную и бесперебойную работу всех звеньев котельной.
По общей градации котельные агрегаты в зависимости от цели использования тепловой энергии, можно разделить отопительно-производственные, отопительные и энергетические .
Основное предназначение энергетических котельных – придание работоспособности паросиловым установкам, т.е. снабжением их паром, за счет которого вырабатывается электроэнергия, все вместе это входит в комплекс электрической станции. Промышленные предприятия снабжаются отопительно-производственными котельными, цель которых заключается в обеспечении тепловой энергией системы горячего водоснабжения зданий, отопления, вентиляции и прочих технологических процессов производства. Аналогичное предназначение и у отопительных котелен, включая обслуживание жилых зданий. Условно их можно разделить на блочные (т.е. примыкающие к жилому зданию или строению), отдельно стоящие, и встроенные в дома. Наиболее востребованными являются котельные укрупненные, отдельно стоящие призванные обслуживать целые микрорайоны или группы зданий жилого квартала.
В зависимости от вида производимого рабочего тела котельные установки подразделяют на паровые, производящие водяной пар нужных параметров, и водогрейные, выдающие горячую воду определенной температуры и давления.
По назначению котельные установки разделяют на энергетические, промышленные, отопительно-промышленные и отопительные. Пар высокого (р 9 МПа) и среднего (р 3,5 МПа) давления производимый в энергетических котельных установках предназначается для дальнейшего преобразования в паровых турбинах на ТЭС.
Использование производственных котельных установок подразумевает получения водяного пара или горячей воды на различные технологические нужды. Водяной пар низкого давления получают в отопительных котельных установках, крое этого в них нагревают воду для горячего водоснабжения производственных сооружений и жилых домов .
Наличие в котельных установках продуктов горения топлива и рабочего тела (воды, водяного пара) является определяющим признаком их классификации.
Котельные установки, у которых продукты горения движутся в трубках, а вода - извне труб, называют газотрубными, иначе - водотрубными (вода движется в трубках, а газы - извне).
Отопительные и отопительно-промышленные котельные установки могут быть газотрубные и водотрубные, для энергетических целей используют лишь водотрубные котлы.
Еще одним классификационным признаком паровых котеленных установок, является способ движения в них рабочего тела. Таким образом можем говорить о трех типах циркуляции внутри данных агрегатов: естественной, принудительной и комбинированной.
Необходимо определить, что является источником тепловой энергии в котельных установках, а что рабочим телом. Таким образом источником является органическое топливо, а рабочим телом - вода, кроме этого могут применяться органические высококипящие жидкости. Применение последних обусловлено их особыми теплофизическими свойствами, прежде всего высокой температурой кипения и конденсации при низком (сравнительно с водой) давления. Это позволяет повысить КПД бинарного цикла, в котором водяной пар обеспечивает возможность использования нижней температурной границы, а органические жидкости - верхней.
Рабочий процесс в котельных установках состоит из таких конечных стадий:
1) горение топлива;
2) теплопередача от горячих дымовых газов до воды или пара;
3) парообразование (нагрев воды до кипения и ее испарение) и перегрев насыщенного пара.
Целиком котельная установка включает в себя котел соответствующего типа и, как мы уже упомянули выше, вспомогательное оборудование, обеспечивающее его работу. Топка и теплообменные поверхности являются основными элементами котла. Теплообменные поверхности нагрева, находящиеся во взаимно расположенных топках и газоходах, что определяет компоновкой котла и определяется свойствами топлива, паровой мощностью и параметрами пара .
Также необходимо отметить, что в состав котла кроме основного входит также вспомогательное оборудование котла - это бункера, питатели сырого топлива и пыли; дутьевые вентиляторы и дымососы для подачи воздуха в котел и эвакуации из него в атмосферу продуктов сгорания; золоулавливательное и золошлакотранспортирующее оборудование, такие агрегаты применяются с целью охраны окружающей среды для очистки дымовых газов от золовых частиц от загрязнения и для организованного вывода уловленной золы и шлака; угольно размольные мельницы для обеспечения непрерывной подачи и подготовки пылевидного топлива требуемого качества; устройства для профилактической очистки наружной поверхности труб котла от загрязнений; водоподготовительные установки для обработки исходной (природной) воды до заданного качества; контрольно-измерительная аппаратура.