Задачей оптимального распределения пара по ширмам является получение минимальных температур пара и стенок труб в элементах ширм. Для этого не обязательно стремиться получить близкую к единице величину коэффициента гидравлической развертки между ширмами. Если имеется четкая картина распределения температур газов по ширине газохода, то целесообразно увеличение расхода пара в ширмах, расположенных в области больших температур газов, с уменьшением его в ширмах, размещенных в области меньших температур газов.
Сравнительно четкая картина парораспределения температур газов по ширине газохода имеется в газо-мазутных котлах, близкие аналоги которых уже находятся в эксплуатации. В настоящее время мощные газо-мазутные котлоагрегаты проектируются для работы в диапазоне нагрузок 100...30 % от номинальной без отключения горелок, что обеспечивает идентичность распределения температур газов по ширине газоходов в рабочем диапазоне нагрузок.
Как правило, при этом максимальные тепловые потоки имеют место в центральной части газохода и гидравлическая схема должна обеспечить наибольшие расходы пара в ширмах, расположенных в этой части газохода. Такими схемами при двух-поточных перегревателях могут быть 2-образиая с подводом пара по краям газохода и выводом по центру и П-образная с подводом и отводом пара по центру газохода. При этом нет необходимости в обеспечении умеренных скоростей пара в раздающих и собирающих коллекторах. Размеры этих коллекторов могут быть относительно небольшими.
Иной подход к выбору гидравлической схемы включения ширм должен быть при отсутствии четкой картины распределения температур газов по ширине газохода, при возможностях ее изменения в различных режимах и ряде эксплуатационных возмущений. Такое положение возможно, в частности, в котлах, работающих на твердом топливе, при шлаковании поверхностей нагрева, отключении отдельных мельниц, особенно при системах пыле-приготовления с прямым вдуванием (например, при использовании молотковых и среднеходных мельниц, мелющих вентилиторов и т. д.).
В этих случаях целесообразно обеспечить коэффициенты гидравлической разверки между ширмами, близкими к единице. Из гидравлических схем наиболее целесообразной является П-образная схема включения. При этой схеме возможно обеспечить максимальную величину коэффициента гидравлической разверки подбором сечений общих раздающих и собирающих коллекторов. Принцип выбора сечений коллекторов приведен в работе.
Расчет коэффициентов гидравлической разверки и температур металла коллекторов и трубопроводов ширмовой ступени перегревателя имеет ряд особенностей, которые в нормативных материалах освещены недостаточно подробно, что вызывает затруднения при проведении практических расчетов.
Коэффициент гидравлической разверки между ширмами («коллекторная» разверка) при отсутствии нивелирной составляющей определяется по обычной формуле.
Однако при расчете ширмовой ступени обозначения необходимо расшифровать следующим образом: % — коэффициент гидравлической неравномерности между ширмами, определяемый как отношение 2г/2, где 2Т и 2 — полные коэффициенты гидравлического сопротивления соответственно «разверенной» ширмы и в среднем по ширмовой ступени. При определении 2Т и 2 в этом случае необходимо учитывать как гидравлическое сопротивление собственно ширм, так и подводящих и отводящих труб, а также гидравлическое сопротивление коллекторов собственно ширм.