[實用新型]組合式低耗能多級超音速水煤漿霧化噴嘴

有效

• 申請號: 200920196647.0
• 申請日: 2009-09-15
• 公開（公告）號: CN201487952U
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 周俊虎;岑可法;黃鎮宇;劉建忠;楊衛娟;周志軍;程軍;王智化;張彥威
• 申請（專利權）人: 浙江百能科技有限公司
• 主分類號: F23D11/38
• 分類號: F23D11/38
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 唐銀益

技術領域

本實用新型涉及一種液態燃料燃燒設備，更具體地說，本實用新型涉及一種組合式低耗能多級超音速水煤漿霧化噴嘴。

背景技術

水煤漿是20世紀70年代石油危機中發展起來的一種新型煤基流體低污染代油燃料。它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一樣的流動性和穩定性，被稱為液態煤炭產品。水煤漿具有燃燒效率高、污染物排放低等特點，在儲存、運輸、燃燒排放方面具有明顯的環保優勢，也成為我國許多城市推廣清潔燃料的首選對象。在相同熱值下相比，水煤漿燃料價格僅為重油的1/2左右，以水煤漿代油具有顯著的經濟效益，因此是目前企業通過技術改造解困的有效途徑之一。燃用水煤漿與直接燒煤相比，具有燃燒效率高、負荷易調控、節能和環境效益好等顯著優點，所以也是潔凈煤技術中的重要分支。水煤漿技術是我國現行階段適宜的代油、環保、節能技術，可廣泛用于電站鍋爐、工業鍋爐和工業窯爐代油、代氣、代煤燃燒，亦可作為氣化原料用于生產合成氨、合成甲醇等。發展水煤漿技術，用煤制取清潔燃料，以煤代油，是我國能源長期穩定發展的戰略和現實選擇。水煤漿燃燒利用過程中，水煤漿的過濾、霧化和燃燒是最為關鍵的技術環節。

在水煤漿處理的燃燒裝置中，水煤漿噴嘴是一個關鍵設備，用于將水煤漿霧化使之可以成為鍋爐燃料。目前，較為成熟的水煤漿噴嘴有施流型、Y型、T型等。

本案申請的實用新型人在中國實用新型專利CN2079257中曾提出一種“撞擊式多級水煤漿霧化噴嘴”，該噴嘴與之前技術相比，在內部結構的設置方面提出了具有新的結構設計的構思。

但是，無論是施流型、Y型、T型噴嘴，還是前述撞擊式多級水煤漿霧化噴嘴，這些噴嘴的設計思路均圍繞著噴嘴內部構造進行調整，其理論基礎是一致的，均是使用音速或亞音速氣流來霧化。由于水煤漿粘度較大，其霧化難度較常規液體燃料大很多，因而前述技術在結構上的調整并未產生突躍性的變化。而僅僅靠增加外部氣流速度，所需能耗大，霧化效果卻并不理想。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種新的組合式低耗能多級超音速水煤漿霧化噴嘴。

將高粘度的水煤漿或其他高粘度燃料或高粘度物料予以霧化，需要一定的高速氣流產生的動量來沖擊水煤漿或其他高粘度燃料或高粘度物料。根據動量公式，氣體的動量＝氣體的速度×氣體的流量。在同樣氣體流量的條件下，氣體速度越高，氣體的動量越大。或者，在保持相同動量的條件下，氣體的速度越高，所需要的氣體的流量就越少。由于超音速氣流的速度要大于音速和亞音速氣流，所以采用超音速氣流能有效降低氣體流量，因而降低霧化能耗。

根據流體力學的基本原理，要想獲得超音速氣流，除了外部壓力條件外，內部氣流通道要滿足先收縮(流通截面積越來越小)后擴張(流通截面積越來越大)的條件。

本實用新型提供了一種組合式低耗能多級超音速水煤漿霧化噴嘴，包括內置噴嘴底座的噴嘴外殼，煤漿噴口安裝于噴嘴底座上，煤漿噴口與沖擊室相對；沖擊室外接多孔混合件，多孔混合件的端頭與煤漿噴口緊密相接；沖擊室底部與垂直噴口的通孔連通；垂直噴口、環形尾噴與噴嘴外殼構成混合室，環形尾噴內側中心設碰撞多混霧化器；多孔混合件的端頭與環形尾噴上分別環設縮放噴口，所述縮放噴口是一通孔，通孔的內壁沿軸向由兩端向中部逐漸收縮。

作為一種改進，所述縮放噴口的內部最小直徑為3～10mm，軸向長度為5～35mm。

作為一種改進，所述縮放噴口的內壁與其軸線之間的夾角為5～40度。

作為一種改進，所述多孔混合件的端頭上的縮放噴口的軸向與煤漿噴口中心線之間的夾角為30～80度。

作為一種改進，所述環形尾噴上的縮放噴口的軸向與煤漿噴口中心線之間的夾角為10～70度。

作為一種改進，所述多孔混合件外側設過渡噴口，過渡噴口由垂直方向連通至垂直噴口的通孔。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型在設計時充分考慮了噴嘴的防堵、良好霧化、使用壽命長及較低氣耗率的要求。通過新穎的縮放噴口的運用，實現利用超音速氣流來霧化水煤漿。超音速氣流在沖擊水煤漿或其它高粘度燃料或其他物料時，會產生激波霧化，利用激波產生的巨大能量來霧化水煤漿或其他高粘度燃料或物料，其霧化粒度細小，具有高動能和低能耗的特點。同時，配合本實用新型的結構設計，該噴嘴具有交叉超音速射流多級沖擊的效果。當然，本實用新型也可運用于其他高粘度燃料的燃燒裝置中。

附圖說明

圖1為噴嘴的內部結構示意圖；

圖2為圖1中A部帶有縮放噴口的多孔混合件的左視圖；

圖3為縮放噴口的剖面放大示意圖；