基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统及方法技术方案

技术编号:24611278 阅读:33 留言:0更新日期:2020-06-24 00:02
本发明专利技术公开了一种基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统及方法,系统包括干线系统、阀室系统、沿途监测系统和控制系统。本发明专利技术在明确管道抗氢损伤能力(材料最低氢损伤分压)和氢气聚集分压安全值的基础上,利用流场分析软件进行典型长直管道介质压力和停输时间对停输后体系氢气聚集浓度的影响规律模拟,制定以局部氢分压达到氢气聚集分压安全值为限的安全停输时间标准,并进一步利用管道配置的阀室系统安装沿程监测系统,以实时测量多点的氢气聚集浓度和计算氢气聚集分压,以从停输时间和实时浓度测量这两个角度控制管道间歇性进行指标超限后的排放,以兼顾管道停输安全和减少持续排放。

Safety guarantee system and method of natural gas pipeline containing hydrogen based on hydrogen accumulation control

【技术实现步骤摘要】
基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统及方法
本专利技术涉及一种基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统及方法。
技术介绍
氢气作为新能源重要发展方向之一,与传统化石燃料相比,其具有热值高、产物不污染环境、来源广泛、可再生的显著优势,被称为未来的清洁能源,将成为人类未来解决日益严峻的能源和环境问题的一条新途径。鉴于我国能源分布的特点,西部地区天然气、风电能、水电能等资源相对丰富,且随着能源利用效率提高,利用天然气附属产品裂解所制氢气、风电能或水电能电解水所制氢气的技术日益成熟且存在市场需求。产出的氢气加入已建天然气管道进行长距离输送,具有氢气资源远程调度或直接提高天然气清洁度的优点,是一种较为高效的氢气利用手段。这类管道称为含氢天然气管道,其氢气掺混浓度一般低于10%(体积分数),且大多需要复核并满足已建天然气管道的材质要求。氢气在钢制管道中高压输送时,氢损伤是管道安全保障的关键控制问题。通过较为准确地氢气浓度、操作压力、操作温度等综合比选分析后,确定管道材料性能,以保障输送安全。对于含氢天然气管道,若以掺混氢气浓度作为管道选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统,其特征在于:包括干线系统、阀室系统、沿途监测系统和控制系统,其中:/n所述干线系统包括连接上游站场和下游站场的干线管道;/n所述阀室系统为设置在干线管道上的至少两个截断阀室,每个阀室包括干线截断阀和设置在干线截断阀上下游的干线旁路,以及放空管路,在两个干线旁路上均设置有压力变送器和旁路截断阀,在放空管路上设置有放空阀;/n所述沿途监测系统设置在阀室内,包括取样管路和设置在取样管路上的两个取样截断阀,以及在两个取样截断阀之间设置的气体取样分析设备;/n所述控制系统为基于系统模拟停输聚集结果与沿途监测系统监测结果比对,对沿线阀室系统放空阀门开关...

【技术特征摘要】
1.一种基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统,其特征在于:包括干线系统、阀室系统、沿途监测系统和控制系统,其中:
所述干线系统包括连接上游站场和下游站场的干线管道;
所述阀室系统为设置在干线管道上的至少两个截断阀室,每个阀室包括干线截断阀和设置在干线截断阀上下游的干线旁路,以及放空管路,在两个干线旁路上均设置有压力变送器和旁路截断阀,在放空管路上设置有放空阀;
所述沿途监测系统设置在阀室内,包括取样管路和设置在取样管路上的两个取样截断阀,以及在两个取样截断阀之间设置的气体取样分析设备;
所述控制系统为基于系统模拟停输聚集结果与沿途监测系统监测结果比对,对沿线阀室系统放空阀门开关联锁的控制系统。


2.根据权利要求1所述的基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统,其特征在于:所述干线管道为等径含氢天然气管道输送干线,埋地敷设,一端连接上游首站,一端连接下游末站,在干线管道上设置至少两个截断阀室。


3.根据权利要求1所述的基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统,其特征在于:所述干线截断阀为电动控制球阀;两个干线旁路分别从干线截断阀的上、下游管道顶部引出,材质与干线管道一致;旁路截断阀为远程电动控制球阀;放空阀为远程电动控制调节阀,放空管道埋地敷设,用于将放空介质引入远端放空火炬。


4.根据权利要求1所述的基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障系统,其特征在于:所述取样管路连接阀室上下游的两个干线旁路,取样截断阀为电动控制球阀,气体取样分析设备为氢气在线色谱检测仪及配套系统。


5.一种基于氢气积聚控制的含氢天然气管道安全保障方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈俊文汤晓勇郭成华谌贵宇姜放郭艳林李天雷杨帆施岱艳陈静李科杨宇航
申请(专利权)人:中国石油工程建设有限公司
类型:发明
国别省市:四川;51

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