喷嘴的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能源开采领域，特别是关于一种煤炭地下气化技术中使用的喷嘴。
【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。比如，煤炭地下气化过程中的富氧气化工艺中，就需使用喷嘴输配氧气等气化剂至目标煤层气化工作面处，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。
[0004]然而，由于喷嘴的位置离煤层燃烧区较近，容易受高温影响。虽有温度测量装置但缺乏对喷嘴的有效保护，极易造成喷嘴被烧毁，从而给地下气化炉的稳定和连续生产带来影响。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种喷嘴，可避免燃烧高温导致喷嘴损坏。
[0006]为达上述优点，本发明提供一种喷嘴，其包括喷嘴主体，所述喷嘴主体内设置有水夹套以及分别与所述水夹套相连通的进水管和出水管，冷却水经过所述进水管进入所述水夹套以对所述喷嘴主体进行冷却，所述水夹套中的冷却水流入所述出水管。
[0007]在本发明的一个实施例中，所述水夹套包括与所述喷嘴主体间隔的大致呈环状的隔板，所述隔板与所述喷嘴主体之间的间隙用于容纳冷却水，以对所述喷嘴主体进行冷却降温。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述出水管上设置若干出水孔。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述出水管的后端与所述水夹套相连通，所述出水管的前端封闭，所述出水孔设置于所述出水管的长度沿线和/或前端部。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述出水管的后端与所述水夹套相连通，所述出水管的前端通过水管将冷却水引至喷嘴外排放，所述出水孔设置于所述出水管的长度沿线。
[0011]在本发明的一个实施例中，所述出水管的后端与所述水夹套相连通，所述出水管的前端通过水管将冷却水引至喷嘴外排放。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述进水管的后端伸入至所述水夹套内部，所述出水管的后端伸入至所述水夹套内部。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述进水管和出水管直接焊接或者通过支撑件焊接在所述喷嘴主体内壁上。
[0014]在本发明的一个实施例中，所述喷嘴主体的外侧设有若干对地下燃空区温度进行监测的测温装置。
[0015]在本发明的一个实施例中，所述喷嘴包括一出口，所述出口的内侧设置有内衬。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述喷嘴主体的外周壁涂有涂层。
[0017]在本发明的喷嘴中，水源和水泵向进水管中源源不断的输送冷却水，冷却水经由水夹套后流向出水管。水夹套中的冷却水对喷嘴主体进行降温，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。
[0018]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0019]图1a所示为本发明喷嘴的第一较佳实施例的轴向剖面示意图。
[0020]图1b所示为本发明喷嘴的第二较佳实施例的轴向剖面示意图。
[0021]图2所示为图1b中喷嘴的右侧示意图。
[0022]图3所示为图1b中沿A-A方向的剖视示意图。
[0023]图4所示为图1b中沿B-B方向的剖视示意图。
[0024]图5所示为本发明喷嘴的第三较佳实施例的轴向剖面示意图。
[0025]图6所示为本发明喷嘴的第四较佳实施例的轴向剖面示意图。
【具体实施方式】
[0026]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0027]第一实施例
[0028]请参阅图la，本发明喷嘴的第一实施例包括喷嘴主体1、进水管3、水夹套4以及出水管5c。水夹套4设置于喷嘴主体I的后端(朝向煤层燃烧区)内侧，进水管3及出水管5c位于喷嘴主体I内侧并分别与水夹套4相连通，喷嘴在使用过程中，冷却水经过进水管3进入水夹套4以对喷嘴主体I进行冷却，水夹套4中的冷却水流入出水管5c。
[0029]第二实施例
[0030]请参阅图lb，本发明喷嘴的第二实施例包括喷嘴主体1、喷嘴内腔2、进水管3、水夹套4、出水管5以及测温装置6。喷嘴主体I大致呈管状并围成喷嘴内腔2。喷嘴内腔2为气化剂的输送通道。水夹套4设置于喷嘴主体I的后端(朝向煤层燃烧区)内侧，进水管3及出水管5位于喷嘴主体I内壁的相对的两侧并分别与水夹套4相连通，喷嘴在使用过程中，冷却水经过进水管3进入水夹套4以对喷嘴主体I进行冷却。
[0031]喷嘴主体I的长度及外径尺寸根据地下气化炉钻井内径和工艺需求确定，本实施例中，喷嘴主体I长度不小于1000mm，外径不小于50mm。喷嘴主体I的壁厚一般为3_5mm，其可耐受气压一般不低于2.0MPa0喷嘴主体I的后端(朝向煤层燃烧区)向喷嘴主体I的中心轴收缩形成一个圆台状的缩口端11，缩口端11的末端向中心轴延伸形成一圆环状的端头12。端头12的中央形成喷嘴内腔2的出口 21，如此可以缩小喷嘴内腔2的出口内径进而提高气化剂输送时的流速。本实施例中，出口 21的内径一般不大于25_。
[0032]喷嘴内腔2作为输气通道向气化工作面提供气化剂，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。根据工艺需要，气化剂可以选择为氧气。在本实施例中，喷嘴内腔2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，喷嘴内腔2的内径一般不小于35_。
[0033]请一并参阅图2至图4，其中图2所示为图1b中喷嘴的右侧示意图；图3所示为图1b中沿A-A方向的剖视示意图；图4所示为图1b中沿B-B方向的剖视示意图。进水管3大致呈管状，固定于喷嘴主体I的内壁。进水管3与喷嘴主体I内壁之间可以采用直接焊接或者采用支撑件焊接在进水管3与喷嘴主体I之间的方式进行固定，以保障进水管3在输送冷却水的过程中不发生移动。进水管3的后端与水夹套4相连通以将冷却水输入水夹套4。进水管3的前端通过水管连接地面冷却水源和和水泵。本实施例中，进水管3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。冷却水采用离心泵输送至进水管3，水泵扬程一般不低于500米，水泵流量一般不低于5m3/h。图1b所示结构为进水管3与水夹套4连接的一种实施例，在其它的实施例中，进水管3的后端可以伸入至水夹套4内部，以达到冷却水更好的循环的效果。
[0034]水夹套4设置于喷嘴主体I的后端(靠近缩口端11)内侧，其包括与喷嘴主体I平行间隔的大致呈环状的隔板41及连接隔板41的前端(远离缩口端11)与喷嘴主体I的内壁的连接板42。隔板41与喷嘴主体I之间的间隙用于容纳冷却水，以对喷嘴主体I进行冷却降温。进水管3与出水管5分别贯通连接板42连通于水夹套4的内侧。水夹套4的长度一般不小于500mm，水夹套4与喷嘴主体I之间的间隙尺寸一般不小于10mm。水夹套4的冷却水量根据喷嘴温度冷却降温需求确定，一般不低于2m3/h。水夹套4的隔板41及连接板42的壁厚根据输水压力进行设计，设计压力一般不低于2.0MPa,壁厚一般为2_3mm。在喷嘴使用过程中，应根据喷嘴主体I的温度的变化情况，及时调节水夹套4中的冷却水量及冷却水循环速度，使喷嘴主体I的温度保持在300°C以下。
[0035]出水管5固定于喷嘴主体I的内壁并与进水管3相对设置。出水管5与喷嘴主体I内壁之间可以采用直接焊接或者采用支撑件焊接在出水管5与喷嘴主体I之间的方式进行固定，以保障出水管5在使用过程中不发生移动。出水管5的后端(靠近缩口端11)与水夹套4相连通。出水管5为水夹套4内部冷却水输出通道，内径一般不小于5_。壁厚根据输水压力进行设计，设计压力一般不低于2.0MPa，壁厚一般为2-3_。出水管5的长度一般为500?1000mm。图1b所示结构为出水管5与水夹套4连接的一种实施例，在其它的实施例中，出水管5的后端可以伸入至水夹套4内部，以达到冷却水更好的循环的效果。在本实施例中，出水管5大致呈管状，在其它实施例中，出水管5亦可以呈扇形等其它形状。
[0036]出水管5上设置若干出水孔51，以实现冷却水的流出或喷射。出水孔51的数量可以根据出水量和对出水的雾化要求确定，出水孔51的数量一般不少于4个。当出水需要雾化时，出水孔51的直径一般为2?5_，并根据工艺需要，可以在出水孔51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51的直径无特殊要求，满足出水需求即可。由出水孔51喷出的冷却水与喷嘴内腔2中的气化