噴嘴的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及能源開采領域，特別是關于一種煤炭地下氣化技術中使用的噴嘴。
【背景技術】
[0002]煤炭地下氣化技術集建井、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。煤炭地下氣化技術將傳統(tǒng)采煤轉變?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的實際應用中，作為地下氣化爐氧氣、空氣等氣化劑注入設備的噴嘴，具有廣泛的使用范圍和重要的作用。比如，煤炭地下氣化過程中的富氧氣化工藝中，就需使用噴嘴輸配氧氣等氣化劑至目標煤層氣化工作面處，以增強地下氣化反應強度，提高煤層燃燒效果和改善煤氣品質。
[0004]然而，由于噴嘴的位置離煤層燃燒區(qū)較近，容易受高溫影響。雖有溫度測量裝置但缺乏對噴嘴的有效保護，極易造成噴嘴被燒毀，從而給地下氣化爐的穩(wěn)定和連續(xù)生產帶來影響。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種噴嘴，可避免燃燒高溫導致噴嘴損壞。
[0006]為達上述優(yōu)點，本發(fā)明提供一種噴嘴，其包括噴嘴主體，所述噴嘴主體內設置有水夾套以及與所述水夾套相連通的輸水管，冷卻水經過所述輸水管進入所述水夾套以對所述噴嘴主體進行冷卻，所述水夾套開設有若干出水孔以排出冷卻水。
[0007]在本發(fā)明的一個實施例中，所述水夾套的出水孔包括開設于所述噴嘴主體的外壁出水孔、開設于所述水夾套一側端頭的端頭出水孔及開設于水夾套內壁的內壁出水孔中的任一或任意組合。
[0008]在本發(fā)明的一個實施例中，所述水夾套還包括連接所述內壁的前端與所述噴嘴主體的內壁的密封板，所述密封板與所述噴嘴主體之間的夾角為15-90度。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸水管的后端與所述水夾套之間設置若干輸水支管，冷卻水通過所述輸水管及所述輸水支管輸入所述水夾套。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸水支管以所述輸水管為中心，沿圓周呈發(fā)射狀均勻分布。
[0011]在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸水支管與所述輸水管之間的角度設定在90-165度之間。
[0012]在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸水管與所述噴嘴主體內壁之間設置若干支撐件固定連接在所述輸水管與所述噴嘴主體之間。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸水管與所述噴嘴主體內壁之間的同一支撐位置處所述支撐件的截面面積之和占對應的所述噴嘴主體的內徑面積的比例小于或者等于30%o
[0014]在本發(fā)明的一個實施例中，所述噴嘴主體的外側設有若干對地下燃空區(qū)溫度進行監(jiān)測的測溫裝置。
[0015]在本發(fā)明的一個實施例中，所述噴嘴包括一出口，所述出口的內側設置有內襯，所述噴嘴主體的外周壁涂有涂層。
[0016]在本發(fā)明的噴嘴中，水源和水泵向輸水管中源源不斷的輸送冷卻水，冷卻水流向水夾套后排出，水夾套中的冷卻水對噴嘴主體進行降溫，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)生產帶來的影響。
[0017]上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0018]圖1所示為本發(fā)明噴嘴的第一較佳實施例的軸向剖面示意圖。
[0019]圖2所示為圖1中噴嘴的右側示意圖。
[0020]圖3所示為圖1中沿A-A方向的剖視示意圖。
[0021]圖4所示為圖1中沿B-B方向的剖視示意圖。
[0022]圖5所示為圖1中沿C-C方向的剖視示意圖。
[0023]圖6所示為本發(fā)明噴嘴的第二較佳實施例的軸向剖面示意圖。
[0024]圖7所示為本發(fā)明噴嘴的第三較佳實施例的軸向剖面示意圖。
[0025]圖8所示為本發(fā)明噴嘴的第四較佳實施例的軸向剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0027]第一實施例
[0028]請參閱圖1，本發(fā)明噴嘴的第二實施例包括噴嘴主體1、噴嘴內腔2、水夾套3以及輸水管4。噴嘴主體I大致呈管狀并圍成噴嘴內腔2。噴嘴內腔2為氣化劑的輸送通道。水夾套3設置于噴嘴主體I的后端(朝向煤層燃燒區(qū))內側壁，輸水管4設置于噴嘴主體I的內側遠離煤層燃燒區(qū)的一端，并與水夾套3相連通。噴嘴在使用過程中，冷卻水經過輸水管4進入水夾套3以對噴嘴主體I進行冷卻。
[0029]噴嘴主體I的長度及外徑尺寸根據(jù)地下氣化爐鉆井內徑和工藝需求確定，本實施例中，噴嘴主體I長度不小于1000mm，外徑不小于50mm。噴嘴主體I的壁厚一般為3_5mm，其可耐受氣壓一般不低于2.0MPa0噴嘴主體I的后端(朝向煤層燃燒區(qū))向噴嘴主體I的中心軸收縮形成一個圓臺狀的縮口端11，縮口端11的末端向中心軸延伸形成一圓環(huán)狀的端頭12。端頭12的中央形成噴嘴內腔2的出口 21，如此可以縮小噴嘴內腔2的出口內徑進而提高氣化劑輸送時的流速。本實施例中，出口 21的內徑一般不大于25_。
[0030]噴嘴內腔2作為輸氣通道向氣化工作面提供氣化劑，以增強地下氣化反應強度，提高煤層燃燒效果和改善煤氣品質。根據(jù)工藝需要，氣化劑可以選擇為氧氣。在本實施例中，噴嘴內腔2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，噴嘴內腔2的內徑一般不小于35_。
[0031]請一并參閱圖2至圖4，其中圖2所示為圖1中噴嘴的右側示意圖；圖3所示為圖1中沿A-A方向的剖視示意圖；圖4所示為圖1中沿B-B方向的剖視示意圖；圖5所示為圖1中沿C-C方向的剖視示意圖。
[0032]水夾套3設置于噴嘴主體I的后端(靠近縮口端11)內側壁，其包括與噴嘴主體I平行間隔的大致呈環(huán)狀的內壁31及連接內壁31的前端(遠離縮口端11)與噴嘴主體I的內壁的密封板32。內壁31與噴嘴主體I之間的間隙用于容納冷卻水，以對噴嘴主體I進行冷卻降溫，具體的，噴嘴主體1、端頭12、內壁31及密封板32共同圍成密封的空間作為水夾套3。水夾套3的長度一般不小于500_，水夾套3與噴嘴主體I之間的間隙尺寸一般不小于10mm。水夾套3的冷卻水量根據(jù)噴嘴溫度冷卻降溫需求確定，一般不低于2m3/h。水夾套3的內壁31及密封板32的壁厚根據(jù)輸水壓力進行設計，設計壓力一般不低于2.0MPa，壁厚一般為2-3_。在噴嘴使用過程中，應根據(jù)噴嘴主體I的溫度的變化情況，及時調節(jié)水夾套3中的冷卻水量及冷卻水循環(huán)速度，使噴嘴主體I的溫度保持在300°C以下。
[0033]在本實施例中，密封板32與噴嘴主體I之間的夾角大致呈15度；在其它實施例中，密封板32與噴嘴主體I之間的夾角大致呈90度(請參閱圖6中本發(fā)明第二實施例的密封板32a);顯而易見的，密封板32與噴嘴主體I之間的夾角可以在大于O度小于或等于90度之間進行設定，在此范圍內角度越小，越有利于減小密封板磨損和氣化劑通過的阻力，優(yōu)選15-90度。
[0034]水夾套3開設有若干出水孔，這些