高压水清洗施工方案 一、作业前的准备 1.制定计划每项作业都应事先制定计划，客户与承包商针对需清洗的设备及作业场地，分析场地对作业有无影响、作业可能带来的环境问题、作业的安全问题，并就此制定出相应的防患措施。 (1)腐蚀性等有害物质的清洗作业客户须向作业队事先说明，以使操作者在作业前做必要的特殊防护，同时做好对废料的收集处理，以免造成环境污染。应向操作者说明清洗作业中有可能产生毒气或毒物。 (2)确定作业工况客户和作业队在清洗作业前必须对清洗对象及其垢层做必要的分析，确定清洗作业所必须的工作压力和流量。在流量条件许可的情况下，尽可能以较低的工作压力来完成清洗作业。 (3)作业空间限制当清洗作业必须受到空间限制时，客户与作业队应拟定一套特殊的作业方案和安全防护措施，首先应妥善清理并明确界定作业场地。 2.作业场地作业对象可以移动的情况下，最好将其运至高压水射流设备特定的场地内作业；否则，只能现场作业。这样，必须经客户和作业队双方制定出具体的作业措施后方可开始作业。 (1)警示型护栏护栏应设置在任何情况下射流都不会达到的地方，护栏可以是栅栏、绳索、网带等，以起到有效的阻碍和警示作用。 (2)防护型护栏当场地受到限制，不具备在射流射程外设置警示型护栏时，必须在作业对象周围设置防护型护栏，其作用是将射流或飞溅的碎屑挡在限定的作业场地内。 3.作业清单应将作业程序和所需设备列出详细清单，以确保清洗作业有序进行。 4.电气设备作业现场的所有电气设备都必须绝缘完好，带有屏蔽防护罩或其他防护装置，以防止其对工作人员造成伤害。 5.阀的控制阀、溢流卸荷阀（有的机组为调压阀与截止阀组合）是由操作者直接控制的必备阀，用以迅速卸荷、使设备压力降至低压状态。喷头操作者必须控制能关闭水射流的控制阀，无论阀的开关是手动还是脚踩，该阀在操作者制动时能灵敏动作。同时，控制阀应具备自锁机构，以防止设备的意外动作。
**矿高压水力割缝作业的推广应用 **煤矿 ** 我公司防突工作向来是制约我矿生产的一大难题，煤层注水、压裂、瓦斯消融剂、水利冲孔均在我矿施行过，但是我们公司的防突工作一直跟不上生产进度，为了加快我矿消突工作的进行，特与重庆大学联合在我矿11011轨道及胶带底板巷进行水力割缝试验，同时为了便于将高压水力割缝技术在我公司推广，特制定出该高压水力割缝作业流程，以供施工人员学习。 一、高压水力割缝技术原理 高压水力割缝技术是一种具有压力脉冲特性、自激空化特性和切割破碎煤岩特性的新型射流形式，能以高度聚能的射流束在煤岩上产生冲蚀、空化来实现对煤岩的切割破碎。利用高压水力割缝在低透气性煤体中钻深孔、切缝能够增大煤层瓦斯涌出自由面，促使煤体大范围快速卸压，提高煤层透气性。同时高压水力割缝的压力脉动冲击在钻孔、煤缝隙周围煤体中产生交变应力，促使煤体动力致裂，激发裂隙连通，进一步增强煤层透气性及瓦斯解析；且高压水力割缝空化效应产生的瞬时高压和空化声振，进一步强化吸附瓦斯解析。 二、高压水力割缝主要设备 （一）、高压水力割缝系统主要设备、器材构成： 高压乳化液泵、钻机（初定为ZYW-1200钻机）、高压脉冲水射流专用密封钻杆、脚踏开关、钻割一体化钻头（重庆大学提供）、25高压管、密封圈、耐震压力表等。 （二）、高压水力割缝系统装备连接示意图如下：
1-水箱；2-乳化泵；3.高压水管；4-脚踏开关；5-高压密封输水器； 6-钻机；7-高压钻杆；8-钻割一体化钻头 三、高压水力割缝操作规范 高压水力割缝技术在实施中规范操作主要包括三个阶段：设备准备与连接阶段、检查阶段、实施阶段。 （一）、设备准备与连接阶段 1、井下供水系统准备；此部分准备主要包括水在施工过程中连续供给、水流量能否满足高压水压力达到所需要压力要求，保证供水系统与施工系统连接的完好性。 ⑴钻机、泵箱、连接管线等运到施工地点后，安装完毕、支撑牢固，连接好管线，乳化液泵设在主井底及东区瓦斯泵站，开泵人员必须会调整乳化液泵输出压力。 ⑵泵箱供水应采用1趟不少于∮50mm管路供水，并随时注意观察供水情况，防止出现泵箱内水量不足。 ⑶采用专用高压水力割缝专用钻头、切割头、水辫、φ25高压截止阀。 2、排水系统准备；由于高压水要从孔内排出，起到冲刷排渣作用，为了防治水对井下施工环境造成影响，施工前必须做好排水系统
中国设备工程2013年2月 编者按：为贯彻落实《重金属污染综合防治“十二五”规划》和《国家环境保护“十二五” 规划》等相关规划，提升工业清洁生产水平，工信部、科技部、财政部在２０１２年联合制定并发布了《工业清洁生产推行“十二五”规划》。明确了“十二五”期间工业清洁生产总体目标和主要任务，包括开展工业产品生态设计、提高生产过程清洁生产技术水平等。工业清洁清洗涉及多学科技术领域，正逐步受到工业企业重视，各行业对工业清洁清洗技术和设备的需求强劲，工业清洁清洗的发展前景十分可观。 高压水射流清洗不仅为企业设备的检修、保洁、节能降耗提供了最佳手段，同时也消除人工清除设备污垢对设备造成的硬力伤害及潜在危害，对工业企业的增效功不可没。但在实际操作中，如何解决和协调好各个设备、技术参数的关系，达到高效清洁的效果，使设备保持清洁如新的状态，应受到相关从业人员的高度关注。 有鉴于此，本期专题就高压水射流清洗技术在国内外的发展现状、清洗设备、清除乙烯裂解设备结焦的案例等进行介绍，以期加深大家对高压水射流清洗的理解，在实际工作中取得更高的效率与收益。 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" （策划吴建卿） 高压水射流清洗技术现状及发展前景 北京科技大学机械工程学院／北京亨必通水射流清洗技术有限公司 陈玉凡 简要描述了高压水射流技术在工业清洗中的应用状况以及高压水射流清洗机成为国内外工业清洗中主导设备的原因，阐述了高压水射流清洗技术在我国应用中存在的一些问题及该技术发展前景。高压水射流清洗技术是近年来发展起来的一门新兴科学，它利用高压水发生设备产生高压水，通过喷嘴将压力转变为高度聚集的水射流动能完成清洗、切割、破碎等各种工艺的技术。高压水射流清洗技术适用于冶金、石油、化工、电力、交通、国防、市政环卫、矿山等多行业、多领域各类管线、热交换器、容器、船舶、车辆及大型设备的内外清洗。 随着现代社会对清洗行业提出的效率、洁净率及环保要求的不断提高，高压水射流清洗技术的普及应用成为工业清洗的必然趋势。 一、高压水射流清洗技术的特点 美国、德国、日本、英国、法国、澳大利亚等发达国家利用高压水射流进行清洗已占到工业清洗８０％￣９０％的市场份额。作为一种先进的物理清洗方法，高压水射流清洗具有多方面的优势： （１）无环境污染。高压水射流以自来水或工业用水为介质，无味、无色、无臭、无毒，对环境没有任何污染，属于环保型清洗方法。 （２）不腐蚀金属。水射流中没有任何酸、碱药剂等添加 剂，既不腐蚀金属，又不损坏管路及设备，延长了设备的使用寿命。 （３）应用范围广泛。凡是水射流直接射到的部位，不论是管道、容器罐体的内外壁、建筑物的表面，还是坚硬结垢物、致密堵塞物，皆可迅即被击碎剥落，脱离粘结母体，清洗干净。对设备、设施大小、形状、材质及垢物种类均无特殊要求，故其应用范围极其广泛。 （４）打击效率高、清洗成本低。以廉价的水为介质，对任何结垢物及堵塞物，只要水射流的压力、流量选择合适，喷射枪具选型合理，就能进行高速有效清洗，获得低成本、高效率的双重效果。 （５）节水又节能。水射流清洗属于高压细射流清洗。喷嘴喷头的孔径只有０．５￣２．５ｍｍ，射流直径也以毫米计算，每小时只消耗３￣５ｍ３的水，用过的水还可以回收。故高压水射流清洗机属节水节能设备。 由于上述高压水射流清洗的特性，高压水射流清洗在国内外，无论是在工矿企业还是在市政工程，无论在服务行业还是在机关单位，都能获得广泛的应用。 二、高压水射流清洗技术在发达国家中的发展状况 6
目前，高压清洗机在我国各个工业领域已经逐渐得到推广应用，而且呈逐步扩大趋势。其重要部件高压喷嘴是高压清洗机应用中获得高能量利用率的关键因素之一，对高压水射流的清洗质量有明显的影响。经过实验，如果喷嘴的质量差或者耐磨性不够，将引起高压水射流质量恶化，最终导致设备大部分功率浪费掉。 首先，喷嘴是流体射流的发生元件，它的功能不但是把高压泵或增压器提供的静压转化为水的动压，而且应保证水射流具有优良的流动特性与动力特性。其次，喷嘴又是清洗除垢的执行元件，其传输功率会影响清洗效果，因此喷嘴在高压清洗机整体中的作用至关重要。 一、连续水射流清洗喷嘴的种类及结构介绍： 1、按内孔横截面形状可分为：圆锥收敛形、圆锥圆柱形和流线型喷嘴等； 2、按出水射流形状可分为：圆柱型、扇形、锥形、雾化型等。 其中，圆锥圆柱形喷嘴由于其流量系数大，是目前最常用的高压喷嘴，结构图如下： 圆锥收敛形喷嘴 圆锥收敛形喷嘴
。 特点：射流聚集性差，适用于中、低压水射流，制作材料一般采用合金钢。圆锥带圆柱形喷嘴 特点：射流聚集性较好，适用于中、低压水射流，制作材料一般采用合金钢。收敛扩散形喷嘴
特点：产生有效的空化作业，适用于中、低压淹没水射流，制作材料一般采用合金钢。 喇叭口形喷嘴 特点：射流穿透力强，适用于高压和超高压水射流，制作材料为宝石。 流线形喷嘴 ；
特点：射流聚集性好，阻力小，设计、加工难度大，制作材料一般采用合金钢。 二、喷嘴流量、压力、喷孔孔径的关系： 高压清洗机当喷射压力与喷嘴孔径设定后，喷射流量可按照如下公式计算： 公式(1) 喷枪喷嘴取，柔性喷杆取。 通过公式(1)可看出，当喷嘴直径确定后，只有压力达到一定值时，流量才达到泵的排量，其关系曲线如下图：
高压水射流技术概述 高压水射流是近几十年来得以迅速发展的一项新技术，作为清洗、切割、破碎工具，水射流具有其独特的优越性。近年来，随着大型化、智能化、专用化的高压水射流装备的迅速发展，该技术已渗透到众多应用领域：从一般机械零件、建筑物的清洗到以管道、管束、容器为主的工业清洗，从机场跑道除胶到船舶除锈，从金属、非金属板材切割到曲面仿形切割，从水力采煤到开采岩石，从喷射注浆到破碎路面，从无刀手术到水幕电影、降尘、喷泉……，林林总总。 高压水射流足以水为工作介质，通过增压设备和特定形状的喷嘴产生高速射流束，具有极高的能级密度。一些新型射流如脉冲射流、空化射流和磨料射流的相继出现，大大提高了其切割、剥离、破碎能力，更进一步拓宽了水射流技术的应用范围，可用于清洗、清理、切割、注水钻孔、喷雾、破碎、研磨等作业，具有清洁、无热效应、能量集中、易于控制、效率高、成本低、操作安全方便等特点，广泛应用在轻工、机械、建筑、采矿、石油、化工、核能、军工、航天、航空、汽车、铁道、船舶、海洋、冶金、市政工程以及医学等部门。特别适宜于自然环境恶劣、工作危险等场合作业，能大大减轻劳动强度、改善劳动环境、降低和防止危险事故的发生。 高压水射流与激光束、电子束和等离子束统称为高能束加工技术，其中高压水射流足唯一的冷切割加工技术。高压水射流不仅可以切割各类金属、非金属、塑性或脆性硬材料，而且工艺简单，工件材料的物理、机械性能不会破坏。在各种新材料与复合材料相继涌现的当今时代，高压水射流的冷切割性能是无与伦比的。 一、高压水射流 所谓高压水射流，是将普通自来水通过高压泵加压到数百乃至数千大气压力，然后通过特殊的喷嘴（孔径只有1-2毫米），以极高的速度（200-500米/秒）喷出的一股能量高度集中的水流。这一股一股的小水流如同小子弹一样具有巨大的打击能量，它能够进行钢板切割、铸件清砂、金属除锈，更能除去管子内壁的盐、碱、垢及各种堵塞物。利用这股具有巨大能量的水流进行清洗即为高压水射流清洗。 二、高压水射流主要优势： 成本低、质量好、速度快、无环境污染、无金属腐蚀、应用面广。 三、清洗范围： 各类例管式热交换器、双效吸收式溴化锂制冷机、立及卧式冷凝器、空气预热器、复水器、除尘器、蒸发器、反应釜、锅炉、罐体、容器、加热装置；各类上下水管道、工业用水管道、输油管道及两相流输送管道、排污管道、排渣管道、煤气管道、烟道、雨水管道、大型楼房、建筑物及设备内外表面的附着物等。 四、清洗内容： （一）各类规格的上下水管道、工业用水管道、工矿企业及居民区排污管道、排渣管、雨水管、煤气管道、烟道、输油管道及两相流输送管道的堵塞物；
整体解决方案系列 高压水清洗施工安全技术 措施 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-46444高压水清洗施工安全技术措施 Safety technical measures for high pressure water cleaning construction 说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定 一、作业前的准备 1.制定计划每项作业都应事先制定计划，客户与承包商针对需清洗的设备及作业场地，分析场地对作业有无影响、作业可能带来的环境问题、作业的安全问题，并就此制定出相应的防患措施。 1.(1)腐蚀性等有害物质的清洗作业客户须向作业队事先说明，以使操作者在作业前做必要的特殊防护，同时做好对废料的收集处理，以免造成环境污染。应向操作者说明清洗作业中有可能产生毒气或毒物。 1.(2)确定作业工况客户和作业队在清洗作业前必须对清洗对象及其垢层做必要的分析，确定清洗作业所必须的工作压力和流量。在流量条件许可的情况下，尽可能以较低的
工作压力来完成清洗作业。 1.(3)作业空间限制当清洗作业必须受到空间限制时，客户与作业队应拟定一套特殊的作业方案和安全防护措施，首先应妥善清理并明确界定作业场地。 2.作业场地作业对象可以移动的情况下，最好将其运至高压水射流设备特定的场地内作业;否则，只能现场作业。这样，必须经客户和作业队双方制定出具体的作业措施后方可开始作业。 2.(1)警示型护栏护栏应设置在任何情况下射流都不会达到的地方，护栏可以是栅栏、绳索、网带等，以起到有效的阻碍和警示作用。 2.(2)防护型护栏当场地受到限制，不具备在射流射程外设置警示型护栏时，必须在作业对象周围设置防护型护栏，其作用是将射流或飞溅的碎屑挡在限定的作业场地内。 3.作业清单应将作业程序和所需设备列出详细清单，以确保清洗作业有序进行。 4.电气设备作业现场的所有电气设备都必须绝缘完好，带有屏蔽防护罩或其他防护装置，以防止其对工作人员造成
水射流常用术语词汇表 A Abrasion 磨耗，磨损Abrasive 磨料Abrasive jet 磨料射流Abrasive nozzle 磨料喷嘴Abrasive particle 磨料颗粒Abrasive suspension jet 磨料浆体射流Advanced ceramics 高级陶瓷 Air jet 空气射流Autoclave 蒸压器，高压釜 B Back thrust 后推力，后座力Blasting 喷射Borehole 扩孔，孔眼Breaking 破裂，碎裂Brinell hardness 布式硬度Brittle material 脆性材料 Bur 毛刺，鳞片 C Cannon 炮，短粗管Carbon dioxide 二氧化碳Cavitation 空化Cavitation erosion 空蚀，汽蚀Cavitating jet 空化射流Centrifugal pump 离心泵Chemical erosion 化学冲蚀Check valve 单向阀Chipping 碎片，碎屑Cleaning 清洗，清净CMC 羧甲基纤维素Coal mining 采煤，采矿Coating removal 涂层清除Composite 复合物，复合材料Compressive strength 抗压强度Concrete 混凝石，混凝土Continuous jet 连续射流Contraction 收缩 Control valve 控制阀Culmination 顶点，极点 Cut 切割，切削Cutting 切割，切屑 D Deburring 去毛刺，除鳞Decommissioning 拆除Decontamination 净化，清除Descaling 除垢，除锈Discharge 排出，排量Discharge coefficient 流量系数Dismantling 拆卸，拆除Disposal 处理，废弃Drilling 钻进，钻孔Droplet impact 液滴冲击Ductile material 塑(韧)性材料Dump valve 卸荷阀，切断阀Dwell time 停滞时间Dynamic pressure 动压力 E EDM machining 点火花加工Elasto-plastic method 弹塑性方法
目录 摘要 (2) 1. 前言 (2) 2. 水射流技术的发展 (2) 2.1 水射流切割的起源 (2) 2.2 我国的水射流切割技术发展状况 (3) 3. 水射流切割技术的原理 (4) 4. 水射流切割技术特点 (5) 4.1 水射流切割的优势 (5) 4.2 水射流切割的缺陷 (5) 5. 水射流技术在生产生活中的应用 (6) 5.1 切割方面 (6) 5.2 工业清洗 (6) 5.3 食品保鲜 (7) 6. 水射流切割技术的前景 (7) 参考文献 (7)
水射流切割技术及其应用 西南大学工程技术学院，重庆 400716 摘要 水射流切割用途广泛且易于操作，现已成为世界上发展最快的机床加工技术之一。通过使用超高压水进行切割能带来更高的效率和生产力，它只需要少数的辅助操作就可以完成切割，无需加热区域，没有热变形或者其他切削方法导致的机械变形，还能够加工狭窄的缺口。关键词：水射流切割；超高压水；应用 1.前言 水在人们的概念里往往是“柔”和“软”的代表，但是水的确又拥有无与伦比的力量，“水滴石穿”就体现了在我们眼中秉性柔弱的水本身潜在的威力。现代人依靠科技，将水刚毅的一面发掘出来，使它可以在采煤、钻井和切割等各种工作中发挥自身的威力，无论是坚硬的地下岩石还是合金，当水流达到一定压力和频率的时候，这些可以被切割、破碎。作为一项独立而完整的加工技术，水射流切割技术的产生是最近几十年的事。水射流技术诞生以来，应用日益广泛，目前已经在煤炭、石油、冶金、化工、机械、水利等部门应用，主要用来对物料进行切割、破碎和清洗。 2.水射流技术的发展 2.1水射流切割的起源 十九世纪七十年代左右，人们开始将高压水用于生产中，比如用于开采金矿、
高压水射流清洗技术是近年来在国际上兴起的一门高科技清洗技术。高压水射流清洗具有清洗成本低、速 度快、清净率高、不损坏被清洗物、应用范围广、不污染环境等特点。自80年代中期传入我国以来，逐渐 得到了工业界的普遍认同与重视。 在传统的清洗作业中采用的清洗技术有机械钻孔清洗、蒸汽清洗、化学清洗、超声波清洗、以及水射 流清洗等几十种形式。到目前为止，高压水射流清洗已经成为西方发达国家的主流清洗技术，占到了清洗 业市场份额的80%以上。 我国的清洗行业多年来一直处于化学和手工清洗的落后状态，无论是化学清洗还是人工清洗都存在着 清洗成本高、效率低、污染环境等问题，远远不能满足现代社会日益增长的工业及民用清洗要求。 高压水射流清洗技术90年代中期得到迅速普及。目前，高压水射流清洗在我国工业清洗中已超过10%，并且正在迅速增长。随着现代社会对清洗行业提出的效率、洁净率及环保要求的不断提高，高压水射流清 洗技术在我国的普及应用是必然趋势。 一、高压水射流清洗技术的特点高压水射流清洗属于物理清洗方法，与传统的人工、机械清洗及化学清洗 相比，有如下优点： ①水射流的压力与流量可以方便地调节，因而不会损伤被清洗物的基体。 ②高压水射流清洗不会造成二次污染，清洗过后如无特殊要求，不需要进行洁净处理。 ③洗形状和结构复杂的物件，能在空间狭窄或环境恶劣的场合进行清洗作业。④高压水射流清洗快速、 彻底。 ⑤清洗成本低，大约只有化学清洗的1/3左右。 ⑥高压水射流清洗用途广泛。高压水射流清洗对设备材质、特性、形状及垢物种类均无特殊要求，只 要求水射流能够达到即可。 ⑦高压水射流清洗无有害物质排放与环境污染问题，水射流物化后还能降低作业区的空气粉尘浓度， 保护环境。 二、高压水射流清洗技术的应用 在我国，高压水射流清洗技术已经在包括石油、化工、冶金、煤炭、交通、船舶、建筑、市政工程以 及核能军工等许多部门得到了应用。 适用于高压水射流清洗的结垢物的类型包括：各种机械堵塞物、各类盐碱结垢物、氧化铁、金属锈蚀物、 油脂及油污凝结物、油漆、焦炭、石蜡、沥青、石灰、石子、沉渣、淤泥、船体上的附着物及海洋生物等。 三、便携式水切割系统 "便携式水切割系统"配有低压供水，高压管线等相关部件， "便携式水切割系统"的标准机型为电动机驱动，也可提供柴油机驱动型以适应野外工作的要求。主机 的设计适应于各种环境，可由两个人进行搬运工作。 最佳靶距： 水射流对物体表面的作用力不仅与射流密度、速度有关，而且还与水射流离该表面的距离有关，根据
射流曝气器 射流曝气器是向曝气池内曝气的废水装置，是废水活性污泥法生物处理系统曝气装置的一种类型。由水泵将泥、水混合液打入射流曝气器喷嘴，并高速喷出，在射流曝气器内，氧转移过程的实现是在这个射流曝气器喷嘴周围使压缩空气（或空气直接吸入）与泥水混合液混合并在吼管中强烈搅动，气泡被粉碎成雾状，继而在扩散管中由于速头变成压头，微细气泡进一步被压缩，氧即迅速转移到混合液，从而强化了氧的转移过程，氧转移效率可提高到30-35%以上。思源水业工程射流曝气器。 结构参数： 1、喷嘴形状。喷嘴形状有多种，如圆薄壁孔板形、流线形、圆锥形收缩及多孔喷嘴等。其中以流线形喷嘴效率最好，但因其加工困难，所以不如圆锥形喷嘴使用范围广泛。圆薄壁孔板形喷嘴的射流紧密段较短，射流具有较高的破裂率，所以其喉嘴距较短。由于喷嘴口径的尺寸对射流器的影响很敏感，因此要考虑防锈问题，一般喷嘴的材料常用不锈钢、铜或者其它材料进行镀铬处理。 2、喷嘴收缩角(对圆锥形收缩喷嘴而言)或喷嘴直径。由于射流器的工作介质为污水或污水与活性污泥的混合物，从防止喷口堵塞方面来考虑，喷口直径不宜太小，但从射流器在整个曝气池中曝气与气液的均匀性以及在操作运转的灵活性等方面考虑，喷口直径也不宜过大。一般直径为25mm左右为宜。 3、吸气室。它是喷嘴和喉管共同的固定基础，进气管与之相连。吸气室一般为圆筒状，气体截面积为喷嘴出口面积的6～10倍。根据吸入流体与工作液体的流动方向可把吸气管设计成与工作液体平行或斜交(垂直)两种。一般认为吸入气体的进入方向和工作水的进入方向之夹角以40～60°为好，夹角线与喷嘴管轴线交点宜在喷嘴之前，这样可防止进气直径冲击入射水。 4、喉管进口段。它把吸气室与喉管连接起来。为了减少被吸入气体的能量损失，一般采用收缩圆锥形或光滑曲线形，其收缩角在13～120°之间。当喉管喷嘴面积比m(m指喉管截面与喷口截面之比)小时，收缩角取小值；喉管喷嘴面积比m大时，收缩角取大值。也有人认为收缩角宜在30～60°之间。 5、喉嘴距，即喷嘴出口断面到喉管入口断面之间的距离。这段距离对射流器充氧效果来说是不利的，故要求做得越短越好。它一般在(0.5～2)d喷嘴的范围内。当喉管较短时，适当增大喉嘴距，可以防止射流穿透喉管而不起混合作用。 6、喉管长径比(L/D)及喉管喷嘴面积比(m)。用射流器来曝气，喉管是一个关键部件。由于引射介质为空气，按照曝气充氧的要求，一方面希望气泡被“切割”越小越好，这就要求工作介质与引射介质之间要进行剧烈的紊动混合作用。喉管的适当长度及大小(一般用喉管截面与喷口截面之比m来表示)，对加强氧的转移作用以及为充分发挥活性污泥的生物学特性具有重要作用。另一方面也希望能抽吸更多的气体，以满足废水生物处理的供氧要求，前者要求混合管的直径偏小为佳，而后者要求偏大为好，两者之间的要求看似矛盾，但从氧的转移及动力消耗这两方面来考虑，两者之间又存在着一个最佳值，因为自吸充氧，混合管直径要求不宜过大，否则高速射流在混合管部分不起紊动混合作用，而同时混合管的长度也不宜过小，否则射流会直接穿透混合管而不起混合、掺混作用。喉管的长度不但影响其本身的工作，而且影响在它后面的扩散管的工作：喉管越长，其中的摩擦损失越大，出口处速度分布越均匀，扩散管中的损失就越小：喉管越短，其中的摩擦损失越小，它的出口处速度越不均匀，它后面的扩散管中的损失就越大；为了减少摩擦损失和扩散损失，这样就存在一
本科毕业设计（论文）通过答辩 摘要： 高压水射流技术是近三十年来发展起来的一项新技术，在采矿、冶金、石油、建筑、化工、市政建设及医学领域得到广泛应用并取得可喜的成果。从原理上讲，它与世隔绝我国煤矿中使用已久的水力采煤技术基本相同，都是把具有一定压力的水通过直径较小的喷嘴形成射流，将这股射流作为工具进行切割、破碎和清洗物料。所不同的只是高压水射流的水压更高、喷嘴直径更细而已。水力采煤中使用的水压通常为5~15MP，水枪出口直径为15~30mm；而高水射的水压一般在30MP以上，有的高达数百兆帕，喷嘴直径则在2mm以下，最小的可达0.1mm。因此高压水射流可以在很小的区域内集中极大的能量，例如100MP的高压水射流的能量束密度可以与激光束相匹敌。 本毕业设计题目是水射流采煤机切割装置设计。主要阐述了高压水射流技术在采煤机上的应用之背景，优缺点和所需要解决的问题等方面的内容。 高压水射流和采煤机联合进行破煤是一门新技术，需要解决的问题还很多。本设计主要是关于喷嘴在滚筒上的布置，水路控制系统和高压旋转密封等方面作初步的尝试。设计了一种用高压水射流控制水路，水射流辅助截齿破煤的滚筒结构。 关键词：水射流；截齿；喷嘴；滚筒
1 水射流采煤综述 1.1高压水射流概述 煤炭作为我国一次能源的主体,它的持续、稳定和协调发展,无疑具有重大意义。采掘机械的技术水平则是发展煤炭工业中的关键环节。加强采掘机械的科学技术研究工作是煤炭工业增产、节约能源消耗、保障工人安全、高效率等方面的发展的重要技术手段。 高压水射流技术是近几十年来逐渐发展起来的一门新兴技术。它的应用发展日趋成熟和广泛。在这种形式下，人们试途将高压水射流技术应用于矿山机械中，特别是采掘机械中，已经取得初步成果。这必将推动煤炭工业的进一步发展。 高压水射流的基本原理是将具有一定的压力水通过直径较小的喷嘴形成的射流，并将这股射流作为工具进行破碎、切割和清洗等工作。一般水压在30MP以上，而喷嘴的直径仅在2mm以下。这样形成的水射流具有极高的能量，从而具有很强的打击力。高压水射流系统一般有如下几部分组成：压力源、喷嘴及其控制装置和连接它们的高压管以及其它。其附示意图如下： 图1-1
水煤浆应用技术综述 杨再成、欧伟宝、钱国俊、李东涛、姚丽、龙巧云、王中红 杭州华电华源环境工程有限公司能源研究所 1、前言 众所周知，我国化石能源结构十分不合理，从已探明的储量中，煤炭占92.94%，石油占5.35%，天然气占1.71%，其构成特点是富煤、贫油、少气。由于燃烧油不足，每年需从国外进口大量原油、重油，而且比重越来越大。仅2004年就进口原油1亿多吨，重油2000 多万吨，而当年我国的石油产量仅1.75亿吨。不仅占用国家大量宝贵外汇，同时进口的高含硫油产生的废气严重污染了环境，更严重的是给国家能源安全性造成危险。 上世纪八十年代起，国家经委就有一个压油办，意在压缩燃料用油的消耗。水煤浆作为一种代油燃料从它立项研究开始，一直得到国家有关部门的支持。煤炭部一直致力于推动水煤浆的研究和工业方面应用。江泽民等国家领导人也曾亲临水煤浆锅炉现场视察，并指出“对水煤浆的重要性，要提到战略高度来认识”。水煤浆技术开发和产业被明确列入国家重点鼓励发展的技术和产业。作为代油燃料多次被国家有关文件肯定。今年6月，全国人大办公厅就“发展新型替代能源——水煤浆的建议”下达给国家发改委重点办理。即将由财政部、国税总局、国家环保总局、国家电网公司出台的有关政策必将给水煤浆产业的发展带来新的机遇。 2、水煤浆工业应用的几个里程碑 第一座按水煤浆燃料设计的锅炉应是北京东城区的北京印染厂由杭州锅炉厂和中科院合作生产的20t/h蒸汽锅炉。但对水煤浆工业应用影响最大却是下面几个项目，其在水煤浆工业应用史上具有里程碑意义。 （1）山东白洋河电厂油炉改烧水煤浆项目： 从1990年立项到1998年国家鉴定历经8年，为四角切向燃烧水煤浆成功应用于220t/h高压电站锅炉立下了第一座丰碑。 （2）北京燕山石化三电站新建220t/h高压锅炉：
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920625923.4 (22)申请日 2019.05.05 (73)专利权人 桂林航天工业学院 地址 541004 广西壮族自治区桂林市七星 区金鸡路2号 (72)发明人 袁凯峰 周俊 王治国 卢伟 (74)专利代理机构 深圳汇策知识产权代理事务 所(普通合伙) 44487 代理人 迟芳 (51)Int.Cl. B05B 15/00(2018.01) (54)实用新型名称 一种水射流喷嘴罩 (57)摘要 一种水射流喷嘴罩。用于水射流的喷嘴不使 用时缺乏遮挡和防护，导致喷嘴易因外界磕碰、 腐蚀或其他影响而导致使用性能降低。本实用新 型包括锥形筒和网罩，所述锥形筒的大口端为插 口端，所述锥形筒的小口端处设置有网罩，所述 锥形筒内沿其内圆周方向设置有若干个柔性凸 起，若干个柔性凸起均靠近锥形筒的插口端设 置，每个柔性凸起与相邻的柔性凸起之间间隙设 置，所述锥形筒内沿其内圆周方向设置有吸水 片，吸水片靠近锥形筒的小口端设置。本实用新 型用于防护喷嘴。权利要求书1页 说明书4页 附图5页CN 209829386 U 2019.12.24 C N 209829386 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209829386 U 1.一种水射流喷嘴罩，其特征在于：包括锥形筒(1)和网罩(2)，所述锥形筒(1)的大口端为插口端，所述锥形筒(1)的小口端处设置有网罩(2)，所述锥形筒(1)内沿其内圆周方向设置有若干个柔性凸起(4)，若干个柔性凸起(4)均靠近锥形筒(1)的插口端设置，每个柔性凸起(4)与相邻的柔性凸起(4)之间间隙设置，所述锥形筒(1)内沿其内圆周方向设置有吸水片(5)，吸水片(5)靠近锥形筒(1)的小口端设置。 2.根据权利要求1所述的一种水射流喷嘴罩，其特征在于：锥形筒(1)外套装有连接片 (3)。 3.根据权利要求2所述的一种水射流喷嘴罩，其特征在于：连接片(3)靠近锥形筒(1)的插口端处。 4.根据权利要求1所述的一种水射流喷嘴罩，其特征在于：网罩(2)为半球形罩体，网罩(2)与述锥形筒(1)的小口端相卡接。 5.根据权利要求1所述的一种水射流喷嘴罩，其特征在于：网罩(2)为半球形罩体，网罩(2)与述锥形筒(1)的小口端固定连接。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种水射流喷嘴罩，其特征在于：锥形筒(1)为圆锥筒或方锥筒。 7.根据权利要求6所述的一种水射流喷嘴罩，其特征在于：吸水片(5)厚度的取值范围为2～4mm。 8.根据权利要求1所述的一种水射流喷嘴罩，其特征在于：连接片(3)上配合设置有连接环(6)，连接环(6)上加工有豁口(7)。 2
水射流技术综述 摘要：近年来水射流技术作为一项新技术得到迅速发展，采用增压泵将水加压，形成高速射流，完成材料的清洗、切割、破碎等操作。相比传统方式，水射流技术具有加工精度高、工件无热变形、材料损耗少、环境友好等加工优势，具有广阔的发展前景。本文介绍了水射流技术的工作原理、优缺点、应用以及发展趋势。 关键词：水射流技术；清洗；切割；应用 Abstract：Water Jet technology is a new technology that developed rapidly in recent years which using the booster pump to pressurized water into a state of high speed jet to realize cleaning，cutting，crushing and so on. Compared with traditional manufacture method，water jet technology has many advantages such as high machining accuracy，without thermal deformation，saving materials，environmentally friendly and so on. Water jet technology has a broad development prospects. This paper introduces its working theory，advantages and problems，applications and its development tendency. Key words：Water jet technology；Cleaning；Cutting；Application 1.水射流技术的工作原理 水射流是将液态水通过升压装置加到高压状态再从直径很小的喷嘴（0.05～0.25mm）中喷射出来形成的高速射流束（约1000m/s）。可通过调节设备压力、靶距、喷嘴大小等参数实现工件的切割、清洗、表面处理等[1]。 图1所示为水射流的基本原理。其中最靠近喷嘴的区域是等速流区，射流由表面向轴心扩散。在距喷嘴一定距离内形成了一锥形的等速流区。该区内射流流速与喷嘴出口时速度相等。等速流区的射流对于材料的切割效果最好。也就是说需要切割材料时，靶距最好不应超出等速流区的范围。 后面较长的一段射流为射流基本段，此段内射流的轴向流速和动压力逐渐减少。同时，周围空气的卷吸作用使其分为靠近轴线的水滴区和外部的水雾区。此段一般用作工件的清洗、除锈、修整加工、表面抛光及去毛刺[2]。 基本段之后即为射流的消散段。此时，射流和周围空气已基本混合，射流轴向流速与动压力相对较小。射流已经变成水滴和空气混合物或雾化物。消散段对材料的破坏能力已经降到最低，一般用作环境的降尘除尘。 2.水射流加工的优缺点 水射流技术相比其它传统加工方法有着非常多的优点：加工温度低；加工质
4清洗作业队 4.1人员 4.1.1队长 2 人。作业队应设队长一 清洗作业队人数应视工程大小、难易和环境等情况而定，至少 名，其职责为： a）协调做好全队的工作 b）做好作业前准备工作（见第五章） c）安排好具体作业程序（见第六章） d）清理好作业场地并确保在清晰作业期间不被占用、 4.1.2喷枪操作者 直接操作喷枪、喷头进行射流清洗作业的人员。 4.1.3泵操作者 在清洗作业期间监控泵压力的升降，一旦喷枪操作者发现问题或发出疲劳信号时能立即作 出反应；防止非作业人员进入作业现场或出现其他隐患。一旦出现任何意外情况，泵操作者应立即降低泵压力或停机。泵操作者在降低泵压力时应发出警告，以免喷枪操作者应反冲力 的突然消失而失去平衡。 4.1.4其他操作者 按作业具体情况，清洗作业队可能还需要其他操作者： a)当刚性喷枪或柔性喷枪不断向前进给时，喷枪操作者应再配一名助手： b)当泵的位置距喷枪操作者较远，则需一名队员监视整改清洗作业现场，在喷枪操作者 与泵操作者之间联络。 4.1.5身体状况 所有队员应具备担任其作业任务的体力。 4.1.6岗位轮流 队员应该实行岗射流反冲力及射流作业环境（如反溅水）容易使喷枪操作者疲劳。因此， 位轮换制度。 4.1.7信号 水射流噪声及一些用品可能会影响队员见用声音联络。全队作业的美不操作（尤其是开 泵、升压、降压、停泵）必须有明确的约定信号，作业前每个队员必须明确这些信号的意义。 4.2培训 4.2.1合格的操作者 高压水射流操作者应经过培训，掌握操作知识和技能。 4.2.2伤害形式 高压水射流的切割作用及其对人体所带来的潜在危险性可通过视听演示或设备的实际使 用（切割木材、混泥土等）得到证实。 4.2.3人身防护品 必须明确最少的人生防护用品。根据作业类别及如何穿戴人生防护用品，均需在昨夜规程中加以明确。 4.2.4姿势 必须确定站稳脚步的正确姿势和如何使用喷头、各种刚性喷枪、柔性喷枪等，受训者必须在密切监督下完成设备处于缓慢升压至额定工况下的昨夜训练。 4.2.5设备运行 必须强调设备运行压力不得高必须指出高压水流设备运行潜在的问题和相应的正确动作， 于其额定工作压力。
?8? ２００５年第１期 石油和化工节能 绕管式换热器技术发展综述 王百战 染绪囷 摘要 绕管式换热器作为高效紧凑换热器的一种，在余热利用和节能方面起着积极的作用。介绍了绕管式换热器的结构特点以及发展的现状和主要趋势，对换热器系统最佳化和评价方法等问题进行了分析探讨。 关键词 绕管式换热器 技术 发展 在年产３００ｋｔ合成氨５２０ｋｔ尿素的装置中，高效紧凑式换热器的应用是一个显著的特点。绕管式换热器作为高效紧凑换热器的一种，发挥着自身独有的作用，在余热利用和节能方面起着积极的作用。本文就绕管式换热器的技术发展、换热研究、制造技术以及优化设计方面作一些粗浅的介绍，可作为绕管式换热器在生产管理和技术管理方面的参考。 １ 绕管式换热器的结构特点 绕管式换热器在结构上较为紧凑，传热效率也高，并且具有一定的温度自补偿能力。结构特点是用小直径管以螺旋状缠绕在芯管上，而且各层的缠绕方向相反，螺旋圈的径向间距用特制的金属垫条来调节，螺旋圈的角度一般为５－２０°。绕管式换热器一般适宜用于多股流体间的换热。多用于净化流程的低温甲醇洗装置以及空分装置。小直径管有的是单独缠绕，也有的是将两根或多根管子焊接（或并）在一起，做成多管型结构。 图１和图２是双管型绕管式换热器及其解析模 型图。 图１ 双管型绕管式换热器 图２ 双管型绕管式换热器的解析模型 ２ 绕管式换热器的现状及发展趋势 从２０世纪７０年代开始，由于化工装置和能源装置在不断地向高参数和大型化发展，同时由于节能形势的发展，高效紧凑式换热器日益受到重视，绕管式换热器也随之趋向大型化和高参数方面的发展。绕管式换热器的大型化发展也揭示着新的制造水平：大型管板锻件的供用和加工；管束与壳体的装配以及引发的焊接工作量等问题的解决都进入了一个新的层次。 大型管板，孔多、孔密、孔小、孔深，而且孔的精度和光洁度要求很高。要达到高的加工精度，当然必须依靠高的定位精度来保证。美国ＣＥ公司采用Ｃｒｏｓｓ公司５轴数控管板钻床，达到了当代超厚管板加工技术的最新水平。日本对中等厚度（厚度１５０ｍｍ以下）管板和薄管板成功地研制了８轴和１４轴高效率数控钻床，大大提高了加工精度，生产效率都显著提高。 ３ 管子与管板的连接技术 管子与管板的连接，目前主要是胀接、焊接和胀焊结合。
喷嘴结构对高压水射流影响及结构参数优化设计1 韩启龙，马洋 (第二炮兵工程大学 动力工程系， 陕西 西安 710025) 摘要：喷嘴是产生高压水射流的关键部件，其结构形式对射流动力学性能有很大影响。以圆柱形喷嘴为对象，进行喷嘴结构对高压水射流的影响分析及结构参数优化设计。采用两相流计算流体力学模型进行喷嘴内外的射流流场分析。为节省计算资源，在优化设计时引入Kriging 代理模型替代计算流体力学模型。分别采用改进的非劣分类遗传算法（Nondominated Sorting Genetic Algorithm, NSGA-II ）和基于分解的多目标进化算法（MultiObjective Evolutionary Algorithms based on Decomposition, MOEA/D ）进行单目标和多目标优化设计。研究结果表明：直线型喷嘴总体性能较优，凹型喷嘴次之，凸型喷嘴性能最差。以直线型喷嘴为设计对象，以射流初始段长度和流量为目标，得到了单目标和多目标优化设计结果，单目标优化时，两个指标较基准外形分别提高14.71%和27.56%。多目标优化时，优化得到的半锥角处于[15.4 , 89.8 ]区间上。基于代理模型和进化算法的全局优化方法在进行喷嘴的优化设计时是有效的。 关键词：高压水射流；喷嘴；全局优化；两相流；代理模型；MOEA/D 中图分类号：V411 文献标志码：A 文章编号： Influence of nozzle structure on high pressure water jet and optimization design of nozzle structure parameter HAN Qilong, MA Yang (Second Artillery Engine ering University, Xi’an 710025, China ） Abstract : Nozzle is the crucial component used to generate high pressure water jet, and its structure form has large influence on dynamic performance of high pressure water jet, so the influence of nozzle structure on high pressure water jet is analyzed, and the optimization design of nozzle structure parameter is implemented in this paper. Two phase flow computational fluid dynamics model is employed to analyze flow field. The Kriging surrogate model is used to replace the computational fluid dynamics model in the process of optimization design for reducing the computational resources. The Nondominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) and MultiObjective Evolutionary Algorithms based on Decomposition (MOEA/D) are respectively employed to carry out single and multi objective optimization design. The research results were summarized as follows. First, the general capability of line-form nozzle was the best, then the concavity-form nozzle, and the protruding-form nozzle has the worst capability. Second, the single and multi objective optimization design of line-form nozzle was implemented, in which core zone length and mass flux of water jet were taken as optimization objectives. Compared to the baseline, the two indexes increased by 14.71% and 27.56% respectively after the single objective optimization. The optimal semi-cone angle after multi objective optimization located on [15.4 , 89.8 ]. Third, the global optimization algorithm based on surrogate model and evolutionary algorithm was proved to be effective. Key words: high pressure water jet ；nozzle ；global optimization ；two phase flow ；surrogate model ；MOEA/D 1 收稿日期：2015-11-20 基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（E031303） 第二炮兵工程大学科研基金青年项目（2015QNJJ034） 作者简介：韩启龙（1979－），男，甘肃宁县人，硕士，副教授，E-mail ：longfeng.061106@https://www.doczj.com/doc/e92182313.html, 马洋（通讯作者），男，湖南澧县人，博士，讲师，E-mail ：mldy0612@https://www.doczj.com/doc/e92182313.html, 由于具有清洗质量好、清洗速度快、绿色环保、安全性能高等优点[1]，高压水射流在固体发动机推进剂的清洗和切割中具有很好的应用前景[2,3]。 喷嘴是产生高压水射流的关键部件，其结构形式对射流动力学性能和内部流场有很大影响。为了研究喷嘴结构的影响，广大学者采用不同的方法手段进行研究。刘庭成采用理论分析方法定性论述了喷嘴结构参数及其对清洗作业的影响[4]，以及喷嘴直径、胶管直径与清洗机压力、流量相匹配的重要性[5]。王洪伦[6]通过公式推导得到了影