最近几年,第三代Shell煤气化洁净煤技术由于其性能稳定、效率高等优点得到广泛推广应用。但其关键激冷工艺由于采用气化炉本身输出的合成气进行激冷,更换设备和运行维护成本极高。本文以Shell炉水激冷为依托,分析高背压条件下,纯水和气液两相混合时,喷嘴的结构参数、背压、运行工况等对射流的流量系数、射流锥角、雾化粒径、雾化均匀度等的影响,从而为工业应用提供重要的理论和技术支撑。流量系数是决定喷嘴性能的重要设计参数。本文选择5种锥形进口相同、长径比、喷嘴出口直径不同的平口喷嘴进行实验,研究流量系数在纯水时和背压、长径比、Re数的关系,以及流量系数与气液质量比、背压的关系。结果表明:长径比越大,喷嘴越不易发生空穴现象。对于气液两相喷嘴,在同一背压下,流量系数随气液质量比的增加先快速减小,后减小速度变慢,最后变得稳定;背压不同时,流量系数具有相同的变化规律,背压对流量系数影响较大,背压越高,流量系数越大;并推算出流量系数与背压和气液质量比之间的关系公式。通过摄影法对射流锥角进行拍照,导入到AutoCAD中得到射流锥角值。结果表明:纯水实验条件下射流锥角在2-18°范围内。长径比对射流锥角影响较大,射流锥角并不总是随着长径比的增大而减小。气液两相时,射流锥角受喷嘴内外部压差和背压的共同影响。雾化粒径和分散度是雾化性能最直接的体现。使用Winner318激光粒度分析仪进行测量得到雾化粒径。得到如下结论:在背压为大气压、纯水工况时,SMD随着喷嘴喷射压力的增加线性减小;喷嘴长径比和出口直径会影响喷嘴雾化,长径比越大,SMD越大,越不利于雾化;气液两相混合时,气体的加入可以大大加强雾化,而且有利于增加雾化均匀度。