本實(shí)用新型屬于噴涂器械領(lǐng)域，具體涉及一種基于超音速蒸汽噴射的高溫噴槍。

背景技術(shù)：

高溫噴槍在石油、電力、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，主要用于液態(tài)物料噴射。例如，SNCR脫硝工藝中，耐高溫噴槍插入爐膛內(nèi)部(850～1150℃)噴灑氨基還原劑(如氨水，尿素溶液等)，將煙氣中的NOx還原脫除，生成氮?dú)夂退Ｓ捎诜郗h(huán)境苛刻，噴槍的結(jié)構(gòu)及耐久性是獲得高效率脫硝效率的關(guān)鍵。

專利201310573368.2共開了一種高溫噴槍的出口結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過在高溫噴槍的出口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了由硬質(zhì)材料制成的冷卻高溫噴嘴，從而延長(zhǎng)了噴槍使用壽命；專利201210167061.8 提供了一種適用于SNCR法脫硝的水冷空氣霧化噴槍，可以將噴射組件收回到水冷的內(nèi)外套管內(nèi)，確保噴嘴不被燒壞，解決了以往噴嘴長(zhǎng)期暴露在高溫?zé)煔庵幸谉龘p的問題。根據(jù)已公開的高溫噴槍結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的噴槍均利用高速載氣噴射液料，對(duì)于長(zhǎng)度較大的噴槍易造成噴嘴壓力降低的問題，從而影響了噴射效果。對(duì)于將待噴射液體作為催化劑或者抑制劑的使用環(huán)境中，還會(huì)影響反應(yīng)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種基于超音速蒸汽噴射的高溫噴槍，利用蒸汽噴嘴將蒸汽速率加速到超音速，并依托噴射背壓實(shí)現(xiàn)待噴射溶液與高速蒸汽的混合，經(jīng)二級(jí)噴嘴加速后，可實(shí)現(xiàn)噴射角度可控的霧化噴射。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種基于超音速蒸汽噴射的高溫噴槍，包括外套管、內(nèi)套管、噴槍牽引桿以及噴射系統(tǒng)，其中，外套管內(nèi)設(shè)置內(nèi)套管，外套管和內(nèi)套管均穿過爐墻，并且外套管與內(nèi)套管之間形成冷卻水通道，內(nèi)套管內(nèi)部形成空腔，內(nèi)套管一端設(shè)置有伸入內(nèi)套管內(nèi)部的蒸汽輸送管、液料輸送管以及能夠改變空腔長(zhǎng)度的噴嘴牽引桿，內(nèi)套管內(nèi)還設(shè)置噴射系統(tǒng)，蒸汽輸送管、液料輸送管均與噴射系統(tǒng)連通。

所述噴射系統(tǒng)包括相連的蒸汽噴嘴、蒸汽與尿素溶液混合室以及二級(jí)噴嘴，蒸汽輸送管、液料輸送管均與蒸汽噴嘴相連。

所述料液輸送管上安裝有單向節(jié)流閥。

所述冷卻水的通道帶有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。

所述噴嘴牽引桿還與爐墻外牽引裝置連接。

所述外套管外部設(shè)置有固定法蘭。

所述外套管與內(nèi)套管之間通過焊接方式連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：本實(shí)用新型通過穿過爐墻并套設(shè)在一起的外套管和內(nèi)套管，外套管與內(nèi)套管之間形成冷卻水通道，內(nèi)套管內(nèi)部形成空腔，內(nèi)套管一端設(shè)置有伸入內(nèi)套管內(nèi)部的蒸汽輸送管、液料輸送管以及能夠改變空腔長(zhǎng)度的噴嘴牽引桿，內(nèi)套管內(nèi)還設(shè)置噴射系統(tǒng)，蒸汽輸送管、液料輸送管均與噴射系統(tǒng)連通，形成新的結(jié)構(gòu)的噴槍，該噴槍長(zhǎng)度可以根據(jù)噴淋使用環(huán)境延長(zhǎng)，但不影響噴射壓力。本實(shí)用新型將待噴涂液料通過背壓傳輸至噴槍，提高了液料利用效率。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備成本低，解決了目前大長(zhǎng)度高溫噴槍因噴嘴壓力過低而無法高效霧化噴射的問題，可用于燃煤鍋爐、工業(yè)鍋爐等SNCR脫硝裝置。

進(jìn)一步的，噴嘴牽引桿與爐墻外牽引裝置連接，當(dāng)無需噴淋時(shí)可將噴嘴退至套管內(nèi)，以降低噴嘴的腐蝕損失。

進(jìn)一步的，冷卻水經(jīng)過冷卻水進(jìn)口、冷卻水出口對(duì)外套管7和內(nèi)套管8進(jìn)行冷卻，能夠維持內(nèi)套管內(nèi)處于較低的溫度。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型在液料輸送管上安裝單向節(jié)流閥，僅在一定背壓范圍內(nèi)開啟，以控制液料輸送速率。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型利用蒸汽噴嘴將蒸汽速率加速到超音速，并依托噴射背壓實(shí)現(xiàn)待噴射溶液與高速蒸汽的混合。噴射溶液與高速蒸汽的混合液經(jīng)二級(jí)噴嘴加速后，可實(shí)現(xiàn)噴射角度可控的霧化噴射。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為爐墻、2為噴嘴牽引桿、3為蒸汽輸送管、4為液料輸送管、5為冷卻水出口、 6為冷卻水進(jìn)口、7為內(nèi)套管、8為外套管、9為蒸汽噴嘴、10為混合室、11為二級(jí)噴嘴、12 為單向節(jié)流閥。

具體實(shí)施方式

以SNCR脫硝裝置用噴槍為例，結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參考圖1，本實(shí)用新型所述的一種基于超音速蒸汽噴射的大長(zhǎng)度高溫噴槍包括外套管8、內(nèi)套管7、噴槍牽引桿2以及噴射系統(tǒng)，其中，外套管8內(nèi)設(shè)置內(nèi)套管7，外套管8和內(nèi)套管 7均穿過爐墻1，并且外套管8與內(nèi)套管7之間形成冷卻水通道，內(nèi)套管7內(nèi)部形成空腔，內(nèi)套管7一端設(shè)置有伸入內(nèi)套管內(nèi)部的噴嘴牽引桿2、蒸汽輸送管3以及液料輸送管4，內(nèi)套管 7內(nèi)還安裝噴射系統(tǒng)，蒸汽輸送管3、液料輸送管4均與噴射系統(tǒng)連通。具體的，所述噴射系統(tǒng)包括相連的蒸汽噴嘴9、蒸汽與尿素溶液混合室10以及二級(jí)噴嘴11，蒸汽輸送管3、液料輸送管4均與蒸汽噴嘴9相連。當(dāng)壓縮蒸汽由蒸汽輸送管3進(jìn)入蒸汽噴嘴9后，經(jīng)蒸汽噴嘴 9加速至超音速狀態(tài)噴出，依托超音速噴射的背壓實(shí)現(xiàn)待噴涂液料(有液料輸送管4引入) 與超音速蒸汽在蒸汽與尿素溶液混合室10均勻混合，混合后的高壓液料經(jīng)二級(jí)噴11加速后霧化噴射。

所述料液輸送管4上安裝有單向節(jié)流閥12。

所述冷卻水的通道帶有冷卻水進(jìn)口6和冷卻水出口5。

外套管8選用高溫合金材料制造，以提高套管的抗高溫腐蝕性能，外套管8外部設(shè)置有固定法蘭，外套管8與內(nèi)套管7之間通過焊接方式連接，兩層套管共同組成冷卻水的流動(dòng)通道，并且該通道帶有水冷入口6和水冷出口5。

噴射系統(tǒng)通過噴嘴牽引桿2與爐墻外牽引裝置連接，當(dāng)無需噴淋時(shí)可將噴嘴退至套管內(nèi)，以降低噴嘴的腐蝕損失，以延長(zhǎng)噴嘴的使用壽命。

工作時(shí)，壓縮蒸汽由蒸汽導(dǎo)管3進(jìn)入蒸汽噴嘴9，經(jīng)蒸汽噴嘴9加速至超音速狀態(tài)噴出。依托超音速噴射的背壓實(shí)現(xiàn)待噴涂液料(由液料管4引入)與超音速蒸汽在混合室10均勻混合?；旌虾蟮母邏阂毫辖?jīng)二級(jí)噴嘴11加速后霧化噴射。噴射角度根據(jù)二級(jí)噴嘴11開口角度而定。

噴槍使用前，先通高速冷卻水，后開啟管路閥門進(jìn)行尿素霧化噴射。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.待噴涂液料通過背壓傳輸至噴槍，提高了液料利用效率。

2.噴槍長(zhǎng)度可依據(jù)使用環(huán)境延長(zhǎng)，不影響噴射壓力。