一种多孔双层气冷井下高温点火工具的制作方法

本发明属于煤炭原位汽化，具体涉及一种多孔双层气冷井下高温点火工具。

背景技术：

1、煤炭原位汽化技术作为一种开采地下煤炭资源的新技术，不仅可开采深部煤炭资源，还可以开采常规井工方法难采的倾斜煤炭资源等，大大提高了煤炭资源的利用率，减轻了工人的劳动强度，减少了环境破坏和大气污染，耦合ccus高效生产清洁燃料。具有良好的经济效益、安全效益和环境效益，是我国洁净煤技术重要的研究和发展方向。

2、为此，开展了大量煤炭地下汽化产业化技术模式研究，研究表明结合我国煤质条件开展井下高温工具研制、二氧化碳分离与利用，探索将二氧化碳回注至井下汽化炉进行再还原提高产出气有效组分的研究，真正实现“高效与清洁低碳”，是煤炭原位汽化技术实现工程化应用的重要途径。因此，井下高温点火工具使用可靠性至关重要，直接决定煤炭原位汽化技术能否实现工程化应用。井下高温点火工具工作在煤炭燃烧区域，工作温度高，高达1700℃，远超常规高温合金的使用上限。传统的井下点火工具主要冷却水冷却点火工具，由于冷却水冷却系统结构的局限性，不能较好冷却井下高温点火工具，存在点火工具的烧蚀问题，使用可靠性差。为此开展井下高温点火工具高效主动热防护降低其工作温度，是解决其使用可靠性的有效技术途径。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明旨在提供一种多孔双层气冷井下高温点火工具，

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多孔双层气冷井下高温点火工具，包括点火工具壳体，所述点火工具壳体上设置有安装边，安装边中间连接有氧气输送管，氧气输送管的圆周上安装有电点火杆、助燃剂输送管、汽化水输送管和热电偶安装套管贯穿至点火工具壳体上，电点火杆的外端套装有点火杆套管；

3、点火工具壳体内腔设置双层冷却夹层，点火杆套管与点火工具壳体内腔冷却腔连通，低温空气从点火杆套管与电点火杆之间的间隙流出，在电点火杆周围形成保护气膜；点火工具壳体表面开设若干冷却孔，低温氧气从冷却孔喷出，形成保护气膜；点火工具壳体内部开设有引气风兜，将氧气输送管中低温空气引入内腔，在壳体外表面形成冷却气膜。

4、所述安装边为一个圆盘，其上设置有与电点火杆、助燃剂输送管、汽化水输送管和热电偶安装套管对应的安装孔。

5、所述点火工具壳体内腔设置有与电点火杆、助燃剂输送管、汽化水输送管、氧气输送管和热电偶安装套管对应的管路接口。

6、所述电点火杆、助燃剂输送管、汽化水输送管和热电偶安装套管穿过安装边上对应安装孔和点火工具壳体内腔，焊接固定到点火工具壳体对应的管路接口上。

7、所述安装边与点火工具壳体焊接固定，安装边的半径与点火工具壳体焊接端的半径一致。

8、所述汽化水输送管的数量为若干条。

9、点火杆套管与点火工具壳体冷却腔连通，冷却层开设若干冷却孔。

10、所述电点火杆、助燃剂输送管穿出点火工具壳体至外部。

11、与现有技术相比，本发明具有以下优势：本发明充分利用煤炭原位汽化技术工程化设备的现有资源，以低温氧气作为冷却介质，提出多功能集成的多孔双层气冷空腔结构点火工具，在点火工具壳体内腔开设引气风兜和设置有冷却孔，将氧气输送管中低温空气引入内腔，从冷却孔流出带走多余热量，并在壳体外表面形成冷却气膜，大大降低工作温度；同时点火杆套管与点火工具内腔冷却腔连通，低温空气从点火杆套管与电点火杆之间的间隙流出，在电点火杆周围形成保护气膜，大大降低工作温度，可在1800℃下可靠工作。

技术特征：

1.一种多孔双层气冷井下高温点火工具，其特征在于：包括点火工具壳体(4)，所述点火工具壳体(4)上设置有安装边(7)，安装边(7)中间连接有氧气输送管(6)，氧气输送管(6)的圆周上安装有电点火杆(3)、助燃剂输送管(2)、汽化水输送管(5)和热电偶安装套管(8)贯穿至点火工具壳体(4)上，电点火杆(3)的外端套装有点火杆套管(1)；

2.根据权利要求1所述的多孔双层气冷井下高温点火工具，其特征在于：所述安装边(7)为一个圆盘，其上设置有与电点火杆(3)、助燃剂输送管(2)、汽化水输送管(5)和热电偶安装套管(8)对应的安装孔。

3.根据权利要求1所述的多孔双层气冷井下高温点火工具，其特征在于：所述点火工具壳体(4)内腔设置有与电点火杆(3)、助燃剂输送管(2)、汽化水输送管(5)、氧气输送管(6)和热电偶安装套管(8)对应的管路接口。

4.根据权利要求2或3所述的多孔双层气冷井下高温点火工具，其特征在于：所述电点火杆(3)、助燃剂输送管(2)、汽化水输送管(5)和热电偶安装套管(8)穿过安装边(7)上对应安装孔和点火工具壳体(4)内腔，焊接固定到点火工具壳体(4)对应的管路接口上。

5.根据权利要求1所述的多孔双层气冷井下高温点火工具，其特征在于：所述安装边(7)与点火工具壳体(4)焊接固定，安装边(7)的半径与点火工具壳体(4)焊接端的半径一致。

6.根据权利要求1所述的多孔双层气冷井下高温点火工具，其特征在于：所述汽化水输送管(5)的数量为若干条。

7.根据权利要求1所述的多孔双层气冷井下高温点火工具，其特征在于：点火杆套管(1)与点火工具壳体(4)冷却腔连通，点火工具壳体(4)冷却层开设若干冷却孔。

8.根据权利要求1所述的多孔双层气冷井下高温点火工具，其特征在于：所述电点火杆(3)、助燃剂输送管(2)穿出点火工具壳体(4)至外部。

技术总结
本发明公开了一种多孔双层气冷井下高温点火工具，包括点火工具壳体，点火工具壳体上设置有安装边，安装边中间连接有氧气输送管，氧气输送管的圆周上安装有电点火杆、助燃剂输送管、汽化水输送管和热电偶安装套管贯穿至点火工具壳体上，电点火杆的外端套装有点火杆套管；点火工具壳体内腔设置双层冷却夹层，点火杆套管与点火工具壳体内腔冷却腔连通，低温空气从点火杆套管与电点火杆之间的间隙流出，在电点火杆周围形成保护气膜；点火工具壳体表面开设若干冷却孔，低温氧气从冷却孔喷出，形成保护气膜；点火工具壳体内部开设有引气风兜，将氧气输送管中低温空气引入内腔，在壳体外表面形成冷却气膜。该点火工具降低工作温度，可在1800℃下可靠工作。

技术研发人员：周开福,潘世海,杨阳,张琪,王智华
受保护的技术使用者：中国航发贵阳发动机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15