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与所述水夹套相连通的输水管，冷却水经过所述输水管进入所述水夹套以对所述喷嘴主体进行冷却，所述水夹套开设有若干出水孔以排出冷却水。
[0007]在本发明的一个实施例中，所述水夹套的出水孔包括开设于所述喷嘴主体的外壁出水孔、开设于所述水夹套一侧端头的端头出水孔及开设于水夹套内壁的内壁出水孔中的任一或任意组合。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述水夹套还包括连接所述内壁的前端与所述喷嘴主体的内壁的密封板，所述密封板与所述喷嘴主体之间的夹角为15-90度。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述输水管的后端与所述水夹套之间设置若干输水支管，冷却水通过所述输水管及所述输水支管输入所述水夹套。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述输水支管以所述输水管为中心，沿圆周呈发射状均匀分布。
[0011]在本发明的一个实施例中，所述输水支管与所述输水管之间的角度设定在90-165度之间。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述输水管与所述喷嘴主体内壁之间设置若干支撑件固定连接在所述输水管与所述喷嘴主体之间。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述输水管与所述喷嘴主体内壁之间的同一支撑位置处所述支撑件的截面面积之和占对应的所述喷嘴主体的内径面积的比例小于或者等于30%o
[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，所述喷嘴主体的外周壁涂有涂层。
[0016]在本发明的喷嘴中，水源和水泵向输水管中源源不断的输送冷却水，冷却水流向水夹套后排出，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。
[0017]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】
[0018]图1所示为本发明喷嘴的第一较佳实施例的轴向剖面示意图。
[0019]图2所示为图1中喷嘴的右侧示意图。
[0020]图3所示为图1中沿A-A方向的剖视示意图。
[0021]图4所示为图1中沿B-B方向的剖视示意图。
[0022]图5所示为图1中沿C-C方向的剖视示意图。
[0023]图6所示为本发明喷嘴的第二较佳实施例的轴向剖面示意图。
[0024]图7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8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1，本发明喷嘴的第二实施例包括喷嘴主体1、喷嘴内腔2、水夹套3以及输水管4。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3设置于喷嘴主体I的后端(朝向煤层燃烧区)内侧壁，输水管4设置于喷嘴主体I的内侧远离煤层燃烧区的一端，并与水夹套3相连通。喷嘴在使用过程中，冷却水经过输水管4进入水夹套3以对喷嘴主体I进行冷却。
[0029]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_。
[0030]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_。
[0031]请一并参阅图2至图4，其中图2所示为图1中喷嘴的右侧示意图；图3所示为图1中沿A-A方向的剖视示意图；图4所示为图1中沿B-B方向的剖视示意图；图5所示为图1中沿C-C方向的剖视示意图。
[0032]水夹套3设置于喷嘴主体I的后端(靠近缩口端11)内侧壁，其包括与喷嘴主体I平行间隔的大致呈环状的内壁31及连接内壁31的前端(远离缩口端11)与喷嘴主体I的内壁的密封板32。内壁31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，具体的，喷嘴主体1、端头12、内壁31及密封板32共同围成密封的空间作为水夹套3。水夹套3的长度一般不小于500_，水夹套3与喷嘴主体I之间的间隙尺寸一般不小于10mm。水夹套3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3的内壁31及密封板32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2-3_。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3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。
[0033]在本实施例中，密封板32与喷嘴主体I之间的夹角大致呈15度；在其它实施例中，密封板32与喷嘴主体I之间的夹角大致呈90度(请参阅图6中本发明第二实施例的密封板32a);显而易见的，密封板32与喷嘴主体I之间的夹角可以在大于O度小于或等于90度之间进行设定，在此范围内角度越小，越有利于减小密封板磨损和气化剂通过的阻力，优选15-90度。
[0034]水夹套3开设有若干出水孔，这些