一種噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤炭氣化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭地下氣化技術(shù)集建井、采煤及地面氣化三大工藝為一體，其直接將處于地下的煤進行有控制的燃燒，從而獲得可燃氣體。煤炭地下氣化技術(shù)將傳統(tǒng)采煤轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W采煤，省去了龐大的煤炭開采、運輸、洗選、氣化等工藝過程及設(shè)備，具有安全性好、投資少、效益尚、污染少等優(yōu)點。
[0003]煤炭地下氣化在地下氣化爐中進行。且在煤炭地下氣化技術(shù)的實際應(yīng)用中，作為地下氣化爐氧氣、空氣等氣化劑注入設(shè)備的噴嘴，具有廣泛的使用范圍和重要的作用。而現(xiàn)有工業(yè)噴嘴一般輸送固體物料居多，輸送液體和氣體物料情況下，環(huán)境溫度一般為室溫，多數(shù)噴嘴不能適合高溫環(huán)境下運行。而且由于氣化爐操作溫度較高，導(dǎo)致噴嘴需要在高溫的環(huán)境中工作，所以通常需要對噴嘴頭部進行冷卻以保證其使用壽命。
[0004]而且在地下氣化采煤過程中不但需要噴嘴能在高溫情況下正常運行并且也需要噴嘴在輸送氣體的同時也可輸送物料水，因此現(xiàn)有技術(shù)中的噴嘴并不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種噴嘴，以避免氣化燃燒的高溫導(dǎo)致噴嘴損壞。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種噴嘴，包括本體及所述本體內(nèi)部的氣化通道，所述噴嘴還包括設(shè)置在所述本體處的盤管，所述盤管上開設(shè)若干出水孔，并與沿所述噴嘴軸向設(shè)置的輸水管道連通，所述輸水管道將冷卻水輸送入所述盤管中并通過所述出水孔噴出，對所述噴嘴進行冷卻。
[0007]作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，所述盤管環(huán)繞設(shè)置在所述本體外側(cè)和/或所述本體內(nèi)側(cè)。
[0008]作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，所述盤管包括相互之間逆向盤旋的多個盤管。
[0009]作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，所述盤管上開設(shè)的出水孔，向噴嘴內(nèi)部和/或噴嘴外部噴水對所述噴嘴進行冷卻。
[0010]作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，所述本體的管壁上開設(shè)與所述盤管設(shè)置的所述出水孔連通的通孔，使所述盤管通過所述出水孔及通孔分別朝向所述噴嘴內(nèi)部和/或噴嘴外部噴水對所述噴嘴進行冷卻。
[0011]作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，所述輸水管道懸設(shè)在所述噴嘴的內(nèi)部。
[0012]作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，所述盤管通過連接管道或者直接與所述輸水管道連接。
[0013]作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，所述連接管道通過設(shè)置多個分支與所述盤管相連通。
[0014]作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，所述盤管上開設(shè)的所述出水孔的開孔率為:O ?50%。
[0015]作為上述技術(shù)方案的一種改進，其中，，所述噴嘴內(nèi)部還包括測溫裝置。
[0016]通過將本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)進行對比，可知本發(fā)明通過在噴嘴的本體處設(shè)置用于冷卻的盤管，并通過將盤管與輸水管道相連接，以通過輸水管道將冷卻水源源不斷的輸送進盤管，冷卻水再經(jīng)由盤管的出水孔噴出對噴嘴本體進行降溫，避免了噴嘴過熱甚至被燒毀而給氣化爐的穩(wěn)定和連續(xù)生產(chǎn)帶來的影響。
【附圖說明】
[0017]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0018]圖1為本發(fā)明實施例提供的第一種噴嘴的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例提供的第二種噴嘴的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實施例提供的第三種噴嘴的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實施例提供的第四種噴嘴的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明實施例提供的第五種噴嘴的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明實施例提供的一種輸水管道與盤管連接形式示意圖；
[0024]圖7為本發(fā)明實施例提供的另一種輸水管道與盤管連接形式示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0026]本發(fā)明提供了一種噴嘴用于在煤炭氣化過程中，為氣化區(qū)域提供氣化劑，請參見圖1，本發(fā)明提供的第一種噴嘴，包括金屬材質(zhì)的主體1，該主體I內(nèi)部設(shè)置有可供氣化劑流通的氣化通道11，氣化通道11通過輸氣管道2與氣源相連通，使所述氣化劑可通過輸氣管道2進入氣化通道11中進而被噴放到氣化工作區(qū)域。在本體I處還設(shè)置有用于對噴嘴進行冷卻的盤管3，該盤管3與沿噴嘴軸向設(shè)置的輸水管道4連通，輸水管道4將冷卻水輸送入盤管3中，以對噴嘴的本體I進行冷卻(以下可簡稱對噴嘴冷卻)，避免了因氣化爐燃燒溫度過高，導(dǎo)致噴嘴過熱甚至被燒毀而給氣化爐的穩(wěn)定和連續(xù)生產(chǎn)帶來影響。
[0027]具體地，主體I的長度及外徑尺寸需根據(jù)地下氣化爐鉆井內(nèi)徑和工藝需求確定，本發(fā)明實施例中，主體I長度不小于1000mm，外徑不小于50mm，并且噴嘴主體的壁厚一般為
3-5_，其可耐受氣壓一般不低于2.0MPa0主體I在對煤層進行氣化時朝向氣化區(qū)域設(shè)置，其可通過接頭8與輸氣管道2連接，當然也可以直接與輸氣管道2連接。輸氣管道2作為運輸通道，將氣化劑輸送到氣化通道11中，氣化通道11作為向氣化工作區(qū)域提供氣化劑的氣體運輸通道，優(yōu)選可將氣化通道11的直徑設(shè)置為小于輸氣管道2，使主體I相對于輸氣管道2的前端形成縮口狀，連接件8處則形成氣化通道I氣化劑的出口，因此通過縮小噴嘴內(nèi)腔的氣化劑出口處的內(nèi)徑進而提高氣化劑輸送時的流速，以增強地下氣化反應(yīng)強度，提高煤層燃燒效果和改善煤氣品質(zhì)。本實施例中，出口處的直徑一般不大于25mm。
[0028]根據(jù)工藝需要，氣化劑可以選擇為氧氣。在本實施例中，氣化通道11通過氣化劑流量不低于1500Nm3/h及可耐受氣體壓力不低于2.0MPa，且為保證氣化劑的流速處于標準要求范圍內(nèi)，氣化通道11的內(nèi)徑一般不小于35_。
[0029]圖示，本發(fā)明實施例提供的第一種噴嘴的盤管3為螺旋管狀結(jié)構(gòu)，其中空管部用于容納冷卻水，以對主體I進行冷卻降溫，盤管3具體環(huán)繞盤設(shè)在主體I的外側(cè)，可以與主體I外壁之間零間隙設(shè)置，也可以間隔設(shè)置，并且盤管3與主體I的外壁之間可直接焊接或者通過支撐件焊接的方式進行固定。為達到較佳的冷卻效果，盤管3沿主體I的長度方向延伸，可以將盤管3布設(shè)于整個主體I外側(cè)，也可以只布設(shè)于主體I受熱比較嚴重的前段，并且盤管3的環(huán)繞式和密度可以根據(jù)噴嘴所需的冷卻程度而適應(yīng)性設(shè)定，以滿足噴嘴的冷卻要求。
[0030]上述盤管3與輸水管道4連接，用于將冷卻水從外部輸送到盤管3中，輸水管道4沿噴嘴的軸向設(shè)置，為中空管體，在本實施例中為了節(jié)省空間優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)，輸水管道4懸設(shè)在噴嘴的內(nèi)部，其與主體I的內(nèi)壁之間可以采用直接焊接或者采用支撐件焊接的方式進行固定或者也可以炫設(shè)在輸氣管道2中，以保障輸水管道4在輸送冷卻水的過程中不發(fā)生移動，當然在其他實施例中輸水管道4也可以不設(shè)置在噴嘴內(nèi)部，沿軸向與噴嘴并行設(shè)置或者設(shè)置在噴嘴外側(cè)附近位置也可。輸水管道4前端可直接與盤管3連接，也可以通過其他結(jié)構(gòu)與盤管3連接，示例性地，本實施例中輸水管道4通過連接管道5進一步與盤管3連接，即方便管路的制作，同時便于在不同結(jié)構(gòu)的情況中進行連接布置。連接管道5同樣為中空管體，其貫穿主體I的管壁設(shè)置，一端與輸水管道4連通，另一端與盤管3連通，連接管道5與輸水管道4以及盤管3之間可通過直接焊接的方式固定連接，也可以通過其他連接方式連接，例如法蘭盤。當然輸水管道4與連接管道5也可以為一體式結(jié)構(gòu)設(shè)置，而且盤管3也可以直接與水源相連接，以達到冷卻水更好的循環(huán)的效果。
[0031]輸水管道4的后端可通過水管連接地面冷卻水源和水泵，由此冷卻水被送入輸水管道4中，進而進入盤管3中，對噴嘴進行水冷卻。本實施例中，輸水管道4可耐受水壓一般不低于2.0MPa，壁厚一般為2_3mm，內(nèi)徑一般不小于10mm。
[0032]在本實施例中，盤管3的管壁上朝向遠離主體I方向設(shè)置有若干個出水孔31，以實現(xiàn)冷卻水的流出或噴射。出水孔31的數(shù)量可以根據(jù)出水量和對出水的霧化要求確定，出水孔31的數(shù)量一般不少于4個。當出水需要霧化時，出水孔31的直徑一般為2?5mm，并根據(jù)工藝需要，可以在出水孔31處安裝出水霧化噴嘴，以實現(xiàn)冷卻水的霧化噴射。當出水不需要霧化時，出水孔31的直徑無特殊要求，滿足出水需求即可。當輸水管道4將冷卻水輸送到盤管3中，流經(jīng)盤管3中的冷卻水從出水孔31處朝向噴嘴外側(cè)噴出，給噴嘴降溫的同時也到達氣化工作區(qū)域，起到改善煤層燃燒狀況和煤氣品質(zhì)的作用。示例性地，出水孔31的開孔率為0-50%，直徑為5-15mm，開孔率的計算方法，例如選取盤管90°角的范圍，在盤管3的一周上開4個孔，孔徑為5mm，開孔軸線間距1cm，這種開孔方法折算成開孔率即為0.
[0033]在制作噴嘴時，應(yīng)根據(jù)實際的連接結(jié)構(gòu)布設(shè)焊接方法，例如對于本發(fā)明的第一種噴嘴，在將主體I與輸水管道4以及盤管3連接時，需先在主體I的管壁上開設(shè)用于固定連接管道5的貫穿孔，并將連接管道5穿過貫穿孔首先焊接在主體I上；其次分別將輸水管道4和盤管3與連接管道5兩端焊接；再次再將盤管3與主體I的外壁進行焊接，以防止其脫落；最后將主體I與輸氣管道2進行焊接，當然制作方法并不限于此，在其他實施例中還可以通過其他的連接方式，并且還可以根據(jù)其他實施例中的不同結(jié)構(gòu)對制作方法以及制作步驟進行相應(yīng)調(diào)整。
[0034]在噴嘴使用過程中，應(yīng)根據(jù)主體I的溫度的變化情況，及時調(diào)節(jié)該盤管3中的冷卻水量及冷卻水流動速度，使主體I的溫度保持在300°C以下。盤管3中的冷卻水量根據(jù)噴嘴溫度及冷卻降溫需求確定，一般不低于2m3/h。
[0035]請參見圖2，本發(fā)明實施例提供的第二種噴嘴，該實施例中噴嘴的盤管在上述第一種噴嘴的基礎(chǔ)上增加為多盤管設(shè)置(圖中僅示出雙盤管形式)，盤管32和盤管3