一种喷嘴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤炭气化技术领域，尤其涉及一种喷嘴。
【背景技术】
[0002]煤炭地下气化技术集建井、采煤及地面气化三大工艺为一体，其直接将处于地下的煤进行有控制的燃烧，从而获得可燃气体。煤炭地下气化技术将传统采煤转变为化学采煤，省去了庞大的煤炭开采、运输、洗选、气化等工艺过程及设备，具有安全性好、投资少、效益尚、污染少等优点。
[0003]煤炭地下气化在地下气化炉中进行。且在煤炭地下气化技术的实际应用中，作为地下气化炉氧气、空气等气化剂注入设备的喷嘴，具有广泛的使用范围和重要的作用。而现有工业喷嘴一般输送固体物料居多，输送液体和气体物料情况下，环境温度一般为室温，多数喷嘴不能适合高温环境下运行。而且由于气化炉操作温度较高，导致喷嘴需要在高温的环境中工作，所以通常需要对喷嘴头部进行冷却以保证其使用寿命。
[0004]而且在地下气化采煤过程中不但需要喷嘴能在高温情况下正常运行并且也需要喷嘴在输送气体的同时也可输送物料水，因此现有技术中的喷嘴并不能满足要求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种喷嘴，以避免气化燃烧的高温导致喷嘴损坏。
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种喷嘴，包括本体及所述本体内部的气化通道，所述喷嘴还包括设置在所述本体处的盘管，所述盘管上开设若干出水孔，并与沿所述喷嘴轴向设置的输水管道连通，所述输水管道将冷却水输送入所述盘管中并通过所述出水孔喷出，对所述喷嘴进行冷却。
[0007]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述盘管环绕设置在所述本体外侧和/或所述本体内侧。
[0008]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述盘管包括相互之间逆向盘旋的多个盘管。
[0009]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述盘管上开设的出水孔，向喷嘴内部和/或喷嘴外部喷水对所述喷嘴进行冷却。
[0010]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述本体的管壁上开设与所述盘管设置的所述出水孔连通的通孔，使所述盘管通过所述出水孔及通孔分别朝向所述喷嘴内部和/或喷嘴外部喷水对所述喷嘴进行冷却。
[0011]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述输水管道悬设在所述喷嘴的内部。
[0012]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述盘管通过连接管道或者直接与所述输水管道连接。
[0013]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述连接管道通过设置多个分支与所述盘管相连通。
[0014]作为上述技术方案的一种改进，其中，所述盘管上开设的所述出水孔的开孔率为:O ?50%。
[0015]作为上述技术方案的一种改进，其中，，所述喷嘴内部还包括测温装置。
[0016]通过将本发明与现有技术进行对比，可知本发明通过在喷嘴的本体处设置用于冷却的盘管，并通过将盘管与输水管道相连接，以通过输水管道将冷却水源源不断的输送进盘管，冷却水再经由盘管的出水孔喷出对喷嘴本体进行降温，避免了喷嘴过热甚至被烧毁而给气化炉的稳定和连续生产带来的影响。
【附图说明】
[0017]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0018]图1为本发明实施例提供的第一种喷嘴的剖面结构示意图；
[0019]图2为本发明实施例提供的第二种喷嘴的剖面结构示意图；
[0020]图3为本发明实施例提供的第三种喷嘴的剖面结构示意图；
[0021]图4为本发明实施例提供的第四种喷嘴的剖面结构示意图；
[0022]图5为本发明实施例提供的第五种喷嘴的剖面结构示意图；
[0023]图6为本发明实施例提供的一种输水管道与盘管连接形式示意图；
[0024]图7为本发明实施例提供的另一种输水管道与盘管连接形式示意图。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0026]本发明提供了一种喷嘴用于在煤炭气化过程中，为气化区域提供气化剂，请参见图1，本发明提供的第一种喷嘴，包括金属材质的主体1，该主体I内部设置有可供气化剂流通的气化通道11，气化通道11通过输气管道2与气源相连通，使所述气化剂可通过输气管道2进入气化通道11中进而被喷放到气化工作区域。在本体I处还设置有用于对喷嘴进行冷却的盘管3，该盘管3与沿喷嘴轴向设置的输水管道4连通，输水管道4将冷却水输送入盘管3中，以对喷嘴的本体I进行冷却(以下可简称对喷嘴冷却)，避免了因气化炉燃烧温度过高，导致喷嘴过热甚至被烧毁而给气化炉的稳定和连续生产带来影响。
[0027]具体地，主体I的长度及外径尺寸需根据地下气化炉钻井内径和工艺需求确定，本发明实施例中，主体I长度不小于1000mm，外径不小于50mm，并且喷嘴主体的壁厚一般为
3-5_，其可耐受气压一般不低于2.0MPa0主体I在对煤层进行气化时朝向气化区域设置，其可通过接头8与输气管道2连接，当然也可以直接与输气管道2连接。输气管道2作为运输通道，将气化剂输送到气化通道11中，气化通道11作为向气化工作区域提供气化剂的气体运输通道，优选可将气化通道11的直径设置为小于输气管道2，使主体I相对于输气管道2的前端形成缩口状，连接件8处则形成气化通道I气化剂的出口，因此通过缩小喷嘴内腔的气化剂出口处的内径进而提高气化剂输送时的流速，以增强地下气化反应强度，提高煤层燃烧效果和改善煤气品质。本实施例中，出口处的直径一般不大于25mm。
[0028]根据工艺需要，气化剂可以选择为氧气。在本实施例中，气化通道11通过气化剂流量不低于1500Nm3/h及可耐受气体压力不低于2.0MPa，且为保证气化剂的流速处于标准要求范围内，气化通道11的内径一般不小于35_。
[0029]图示，本发明实施例提供的第一种喷嘴的盘管3为螺旋管状结构，其中空管部用于容纳冷却水，以对主体I进行冷却降温，盘管3具体环绕盘设在主体I的外侧，可以与主体I外壁之间零间隙设置，也可以间隔设置，并且盘管3与主体I的外壁之间可直接焊接或者通过支撑件焊接的方式进行固定。为达到较佳的冷却效果，盘管3沿主体I的长度方向延伸，可以将盘管3布设于整个主体I外侧，也可以只布设于主体I受热比较严重的前段，并且盘管3的环绕式和密度可以根据喷嘴所需的冷却程度而适应性设定，以满足喷嘴的冷却要求。
[0030]上述盘管3与输水管道4连接，用于将冷却水从外部输送到盘管3中，输水管道4沿喷嘴的轴向设置，为中空管体，在本实施例中为了节省空间优化喷嘴结构，输水管道4悬设在喷嘴的内部，其与主体I的内壁之间可以采用直接焊接或者采用支撑件焊接的方式进行固定或者也可以炫设在输气管道2中，以保障输水管道4在输送冷却水的过程中不发生移动，当然在其他实施例中输水管道4也可以不设置在喷嘴内部，沿轴向与喷嘴并行设置或者设置在喷嘴外侧附近位置也可。输水管道4前端可直接与盘管3连接，也可以通过其他结构与盘管3连接，示例性地，本实施例中输水管道4通过连接管道5进一步与盘管3连接，即方便管路的制作，同时便于在不同结构的情况中进行连接布置。连接管道5同样为中空管体，其贯穿主体I的管壁设置，一端与输水管道4连通，另一端与盘管3连通，连接管道5与输水管道4以及盘管3之间可通过直接焊接的方式固定连接，也可以通过其他连接方式连接，例如法兰盘。当然输水管道4与连接管道5也可以为一体式结构设置，而且盘管3也可以直接与水源相连接，以达到冷却水更好的循环的效果。
[0031]输水管道4的后端可通过水管连接地面冷却水源和水泵，由此冷却水被送入输水管道4中，进而进入盘管3中，对喷嘴进行水冷却。本实施例中，输水管道4可耐受水压一般不低于2.0MPa，壁厚一般为2_3mm，内径一般不小于10mm。
[0032]在本实施例中，盘管3的管壁上朝向远离主体I方向设置有若干个出水孔31，以实现冷却水的流出或喷射。出水孔31的数量可以根据出水量和对出水的雾化要求确定，出水孔31的数量一般不少于4个。当出水需要雾化时，出水孔31的直径一般为2?5mm，并根据工艺需要，可以在出水孔31处安装出水雾化喷嘴，以实现冷却水的雾化喷射。当出水不需要雾化时，出水孔31的直径无特殊要求，满足出水需求即可。当输水管道4将冷却水输送到盘管3中，流经盘管3中的冷却水从出水孔31处朝向喷嘴外侧喷出，给喷嘴降温的同时也到达气化工作区域，起到改善煤层燃烧状况和煤气品质的作用。示例性地，出水孔31的开孔率为0-50%，直径为5-15mm，开孔率的计算方法，例如选取盘管90°角的范围，在盘管3的一周上开4个孔，孔径为5mm，开孔轴线间距1cm，这种开孔方法折算成开孔率即为0.
[0033]在制作喷嘴时，应根据实际的连接结构布设焊接方法，例如对于本发明的第一种喷嘴，在将主体I与输水管道4以及盘管3连接时，需先在主体I的管壁上开设用于固定连接管道5的贯穿孔，并将连接管道5穿过贯穿孔首先焊接在主体I上；其次分别将输水管道4和盘管3与连接管道5两端焊接；再次再将盘管3与主体I的外壁进行焊接，以防止其脱落；最后将主体I与输气管道2进行焊接，当然制作方法并不限于此，在其他实施例中还可以通过其他的连接方式，并且还可以根据其他实施例中的不同结构对制作方法以及制作步骤进行相应调整。
[0034]在喷嘴使用过程中，应根据主体I的温度的变化情况，及时调节该盘管3中的冷却水量及冷却水流动速度，使主体I的温度保持在300°C以下。盘管3中的冷却水量根据喷嘴温度及冷却降温需求确定，一般不低于2m3/h。
[0035]请参见图2，本发明实施例提供的第二种喷嘴，该实施例中喷嘴的盘管在上述第一种喷嘴的基础上增加为多盘管设置(图中仅示出双盘管形式)，盘管32和盘管3