Условия снабжения объектов энергетики топливом требуют наличия в распоряжении эксплуатационника не менее двух видов топлива. Обычно это жидкое
и газообразное топливо. Иногда приходится приспосабливать устройства для сжигания газа к уже отработанной мазутной горелке.
Распределение горючего газа в воздушном потоке может осуществляться струйным и центробежным способом. Наибольшее распространение получили струйные распределители.
Впервые физические основы истечения струй горючего газа в движущийся воздушный поток были систематизированы и применены к прямоточным и вихревым горелкам Ю. В. Ивановым [12]. Результаты этой работы представлены им в виде схемы расчета струйных газовых распределителей, в основу которых положена способность внедрения отдельных струй газа в толщу движущегося воздушного потока.
В общем виде выбор и расчет струйного газового распределителя включает: выбор конструкции и размеров элементов и их местоположение по ходу потока; оценку равномерности раздачи газа при различном количестве и сечениях подводящих труб; расчет параметров и отверстий для раздачи газа.
Для выбора конструкции элементов и их компоновки можно воспользоваться рекомендациями, приведенными в работе [11].
Оценить равномерность раздачи низкопотенциальной текущей среды можно системой конструктивных параметров в виде соотношений площадей проточных частей. Для струйных газораздающих элементов влияние параметров k', к", k"' и т. д. оценено опытным путем [5]. Наиболее сильно равномерность раздачи зависит от параметра k:
(37)
где тр — число рядов отверстий; т0 — число отверстий в ряду; f — площадь единичного отверстия; SKon — площадь поперечного сечения газораздающей камеры. Например, для периферийной раздачи газа с односторонним подводом параметр k' должен быть меньше 0,08, при двустороннем подводе 0,43, для центральной раздачи k' всегда больше 0,6.
Sпод — сечение провода; vгmах— максимальная скорость газа; vгmin — минимальная скорость газа; vг — средняя скорость газа.
Рис. 17. Зависимость параметров k' и k" от степени неравномерности раздачи газа ε
Заштрихованная зона на рис. 17 характеризует предельные значения ε, которые можно принять при проектировании новых или модернизации действующих горелок. Для ликвидации местных неравномерностей в зоне подводов применяются отбойные щитки и дросселирующие перегородки.
На основе положений, изложенных в работе [12], разработан целый ряд новых расчетных методик, которые более удобны для практического использования и уточняют некоторые исходные положения. К таким, методикам относятся: методика, разработанная ЦКТИ
имени И. И. Ползунова, представляющая собой номограмму; методика, изложенная в работе [5]. Методика НПО ЦКТИ в отличие от других методик позволяет оперативно вести сравнительные расчеты вариантов исполнения газовой части горелок.
Влияние вихревого воздушного потока на глубину внедрения газовых струй учитывается коэффициентом. Максимальная глубина внедрения вибирается с учетом обеспечения экономичности сжигания и надежности элементов горелочных устройств и амбразур. Расчетные схемы газовых распределителей известны, в них используется принцип равномерности раздачи газа в плоскости отверстий. Если же газовая часть распределителя заглублена от топочного среза горелок, то качество распределения газа в зоне выхода в топку корректируется специальным коэффициентом.
Особый интерес представляет газовый распределитель, основанный на использовании эффекта соударяющихся струй [3]. Это связано с тем, что чрезмерная дискретность струй и их неорганизованное слияние приводит к снижению экономичности сжигания, а также еще и к увеличению металлоемкости (особенно для крупных горелок).
Рис. 18. Газовый распределитель с соударяющимися струями
Единственно доступным способом устранения этих недостатков у струйных газораздающих частей является применение соударяющихся струй. Парные соударяющиеся струи при слиянии образуют мощную результирующую плоскую струю, глубина внедрения которой в поток окислителя будет зависеть от угла соударения и скорости газа на выходе из каждого парного отверстия. Меняя скорость выхода газа из каждого парного отверстия, можно изменить ориентацию плоской струи в потоке воздуха.
На рис. 18 приведена схема газовой части c соударяющимися струями. Угол α может меняться от 30 до 120°, а кроме того, оси парных отверстий могут смещаться. При такой газовой части шаг между отверстиями всегда не менее при простой струйной
