CN112387435A - 一种智能提高上升管内部吸力的喷嘴 - Google Patents

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武良辰
武兆乾
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B27/00—Arrangements for withdrawal of the distillation gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials

Abstract

本发明提供的一种智能提高上升管内部吸力的喷嘴，是喷嘴通过螺纹连接在桥管一端，通过测量进入桥管氨水入口压力P1和喷嘴喉径直径d2，采用具体的公式获得喷嘴出口压力P2，根据客户需要喷出的压力值需求，基于单位体积流量、流体介质密度和进口直径不变情况下，通过测量和调整入口压力值和喷嘴喉径直径的工艺参数，达到客户对喷嘴出口端压力值的要求。同时，还提供了上述喷嘴具体的结构，该喷嘴能够使得上升管内负压达到工艺要求的负压后，往碳化室装煤时，集气管利用负压充分地将粗煤气吸入，从而减少了粗煤气的逸散，达到降尘、除尘的效果。

Description

一种智能提高上升管内部吸力的喷嘴
技术领域
本发明属于焦炉上升管喷嘴的技术领域，涉及一种智能提高上升管内部吸力的喷嘴。
背景技术
在焦炉生产过程中，其中氨水喷嘴是焦炉上升管的重要构件，它安装在桥管的转弯处，其作用是用以喷入热氨水，借助于氨水蒸发冷却粗煤气。桥管上另外设有蒸汽喷嘴，当往炭化室内装煤时，利用蒸汽或氨水喷射时产生负压引导粗煤气进入集气管，以减少由装煤孔逸散的烟气，以达到降尘、除尘，改善现场环境的目的。
但是现在存在安装后的氨水喷嘴，喷射高压氨水的桥管就箱就可以看做一个射流泵或喷射器，上升管是它的入口，集气管是它的出口，见图1所示，会获得上升管内产生负压，集气管内会压力升高，在实际的生产过程中，如何控制氨水喷嘴喷射时压力的大小，严重影响着上升管等部件的使用寿命和生产安全。
发明内容
为了解决上述现有的高压氨水在进行喷射过程中如何精确地控制氨水压力，带来对上升管的负面影响最小，工件的使用寿命增加的技术问题，本发明提供了一种智能提高上升管内部吸力的喷嘴，喷嘴通过螺纹连接在桥管一端，通过测量进入桥管氨水入口压力P1和喷嘴喉径直径d2，采用下面公式获得喷嘴出口压力P2
Figure 138253DEST_PATH_IMAGE001
其中，d1为喷嘴进口直径，qv是体积流量单位为m3/s，ρ是氨水密度。
作为改进，喷嘴包括基体和突起；所述基体设置为内侧壁为螺纹结构的空心筒体，突起设置为沿旋转角度螺旋盘旋在基体外侧壁楞型结构；基体外表面设置有多组突起，每组之间间隔、不连接。
作为改进，所述突起设置为三组，每一组初始端截面与基体进口端截面平齐，终止端截面与基体出口端截面平齐，螺旋上升的轴向高度为12~28mm，螺旋旋转至少一周。
作为改进，所述突起螺旋面与轴向的角度设置为50~70°，沿基体轴向螺旋面的厚度2.1~3.5mm，螺旋面的宽度20~40mm。
有益效果：本发明提供的智能提高上升管内部吸力的喷嘴，根据客户需要喷出的压力值需求，基于单位体积流量、流体介质密度和进口直径不变情况下，通过测量和调整入口压力值和喷嘴喉径直径的工艺参数，达到客户对喷嘴出口端压力值的要求，上升管内负压达到工艺要求的负压后，往碳化室装煤时，集气管利用负压充分地将粗煤气吸入，从而减少了粗煤气的逸散，达到降尘、除尘的效果。
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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为本发明喷嘴的立体图。
图3（a）为本发明实施例中喷嘴的侧视剖面图；图3（b）为本发明实施例中喷嘴的俯视截面图。
附图中：1、基体；2、突起。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
喷嘴按用途不同分多种，本发明中是针对焦化厂焦炉上升管采用管状螺旋喷嘴，304材质，喷嘴螺旋头在高压氨水的冲击下，高速旋转，喷射出细化扇形雾状束，以覆盖煤灰尘或其它颗粒物等。
不同尺寸的喷嘴形成内部吸力，也就是产生负压大小也不同，按用户要求，设计成不同吸力的喷嘴，本发明通过合理地调整氨水进口压力和喷嘴流量大小，根据流量大小与喷嘴喉径，以达到用户对上升管内不同吸力要求。
进一步地，提出了一种智能提高上升管内部吸力的喷嘴，喷嘴通过螺纹连接在桥管一端，通过测量进入桥管氨水入口压力P1和喷嘴喉径直径d2，采用下面公式获得喷嘴出口压力P2
Figure 663912DEST_PATH_IMAGE001
其中，d1为喷嘴进口直径，qv是体积流量单位为m3/s，ρ是氨水密度。
喷嘴包括基体1和突起2；所述基体1设置为内侧壁为螺纹结构的空心筒体，突起2设置为沿旋转角度螺旋盘旋在基体1外侧壁楞型结构；基体1外表面设置有多组突起2，每组之间间隔、不连接。
所述突起设置为三组，两组，或者多于三组，其中每一组初始端截面与基体进口端截面平齐，终止端截面与基体出口端截面平齐，螺旋上升的轴向高度为12~28mm，螺旋旋转至少一周。所述突起螺旋面与轴向的角度设置为50~70°，沿基体轴向螺旋面的厚度2.1~3.5mm，螺旋面的宽度20~40mm。
优选地，所述突起2设置为三组，每一组初始端截面与基体1进口端截面平齐，终止端截面与基体1出口端截面平齐，螺旋上升的轴向高度为20mm，螺旋旋转一周。所述突起2螺旋面与轴向的角度设置为61°，沿基体1轴向螺旋面的厚度3mm，螺旋面的宽度30mm，见图3中所示，这一具体实施方式下，喷嘴螺旋头在高压流体，例如氨水、水等的冲击下，高速旋转，喷射出细化扇形雾状束，以覆盖煤灰尘或其它颗粒物等的效果极佳。
实施例1
为了适用于焦化厂用户对上升管吸力不同要求，选用不同规格和尺寸的喷嘴，本发明提出了喷嘴要满足的要求。具体实施时，以客户要求产生-800Pa吸力，设计计算过程如下：
工况条件：喷嘴内介质为氨水，氨水（密度β=0.91g/cm3：）以进入桥管氨水入口压力为准，若为高压氨水泵出口，则需考虑压力损失，进口压力为2.5~3.0MPa，进口直径为DN25法兰连接，喷嘴通过螺纹进行连接。
喷嘴为拉瓦耳型为例，以1-1、2-2两个截面应用伯努利方程，及在这两个截面处能量守恒：
Figure 788732DEST_PATH_IMAGE002
Figure 83447DEST_PATH_IMAGE003
Figure 651832DEST_PATH_IMAGE004
Figure 884361DEST_PATH_IMAGE005
Figure 563604DEST_PATH_IMAGE006
Figure 712825DEST_PATH_IMAGE007
Figure 435800DEST_PATH_IMAGE008
Figure 670472DEST_PATH_IMAGE009
其中P1：进入桥管氨水入口压力；d2：喷嘴喉径直径；P2：喷嘴出口压力；d1为喷嘴进口直径；qv是体积流量单位为m3/s；ρ是氨水密度，μ1氨水在1-1截面的流速 m/s,μ2氨水在2-2截面的流速 m/s
采用下面公式获得
Figure 887827DEST_PATH_IMAGE001
由上面计算公式（2）中，代入各参数，可求出喷嘴在末端压力为-778Pa，是能达到用户要求的。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种智能提高上升管内部吸力的喷嘴，其特征在于：喷嘴通过螺纹连接在桥管一端，通过测量进入桥管氨水入口压力P1和喷嘴喉径直径d2，采用下面公式获得喷嘴出口压力P2
Figure 927031DEST_PATH_IMAGE001
其中，d1为喷嘴进口直径，qv是体积流量单位为m3/s，ρ是氨水密度。
2.根据权利要求1所述的智能提高上升管内部吸力的喷嘴，其特征在于：喷嘴包括基体（1）和突起（2）；所述基体（1）设置为内侧壁为螺纹结构的空心筒体，突起（2）设置为沿旋转角度螺旋盘旋在基体（1）外侧壁楞型结构；基体（1）外表面设置有多组突起（2），每组之间间隔、不连接。
3.根据权利要求1所述智能提高上升管内部吸力的喷嘴，其特征在于：所述突起（2）设置为三组，每一组初始端截面与基体（1）进口端截面平齐，终止端截面与基体（1）出口端截面平齐，螺旋上升的轴向高度为12~28mm，螺旋旋转至少一周。
4.根据权利要求3所述智能提高上升管内部吸力的喷嘴，其特征在于：所述突起（2）螺旋面与轴向的角度设置为50~70°，沿基体（1）轴向螺旋面的厚度2.1~3.5mm，螺旋面的宽度20~40mm。
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