一种用于天然气氢气的混气输配系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种燃气掺混系统，特别涉及一种用于天然气氢气的混气输配系统,包括天然气计量流量控制支路、氢气计量流量控制支路和混合气掺混稳压路；所述天然气计量流量控制支路与氢气计量流量控制支路并联后与混合气掺混稳压路通过输气管道连接。本实用新型专利技术还与控制系统相连接；能够实现混合气压力、低热值的控制，以满足燃气轮机的发电要求。本实用新型专利技术通过将燃气与氢气混合进行掺氢燃烧，能够利用氢气进一步减少二氧化碳的排放，实现电力系统的深度脱碳，也让客户在使用过程中燃料的选择更加多样化。本实用新型专利技术在系统配置及控制上可达到混合气混合充分、混合比例、压力控制精确，实现氢气的综合利用，具有显著的实用和经济意义。济意义。济意义。

A mixed gas transmission and distribution system for natural gas and hydrogen

【技术实现步骤摘要】
一种用于天然气氢气的混气输配系统


[0001]本技术涉及一种燃气掺混系统，特别涉及一种用于天然气氢气的混气输配系统。

技术介绍

[0002]燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械。因此，燃气轮机对气体燃料的压力，温度，热值等波动要求高。近些年，氢能是全球能源转型与发展的新趋势，是最有前途的能源之一。而通过将天然气与氢气混合进行掺氢燃烧，能够利用氢气进一步减少二氧化碳的排放，实现电力系统的深度脱碳。天然气与氢气掺混系统对于混合气压力和混合气低热值控制的要求往往较高，若操作不当，会给整个掺混系统造成损失。

技术实现思路

[0003]为了实现天然气与氢气混气输配的目的，本技术采用的技术方案是：
[0004]一种用于天然气氢气的混气输配系统，包括天然气计量流量控制支路、氢气计量流量控制支路和混合气掺混稳压路；
[0005]所述氢气计量流量控制支路包括氢气流量计，所述氢气流量计一端连接氢气气源，另一端连接氢气质量流量计；所述氢气质量流量计的另一端连接氢气流量控制阀；所述氢气流量控制阀另一端连接氢气紧急关断阀；所述氢气紧急关断阀另一端连接氢气DBB阀组；所述氢气DBB阀组另一端连接混合气静态混合器；
[0006]所述混合气掺混稳压路包括混合气静态混合器，所述混合气静态混合器一端连接氢气DBB阀组和天然气计量流量控制支路，另一端连接混合气缓冲罐；所述混合气缓冲罐另一端连接混合气稳压阀；在所述混合气缓冲罐与混合气稳压阀之间还连接有混合气快速热值仪；所述混合气稳压阀另一端连接混合气紧急关断阀；所述混合气紧急关断阀另一端与燃气轮机连接。
[0007]所述天然气计量流量控制支路与氢气计量流量控制支路并联后与混合气掺混稳压路通过输气管道连接。
[0008]进一步地,所述混合气稳压阀为自力式调节阀。
[0009]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0010]本技术所公开的一种用于天然气氢气的混气输配系统，在系统配置及控制上实现多参数输出值在允许使用范围内且在允许波动速率范围内，可达到混合气混合充分、混合比例、压力控制精确，实现氢气的综合利用，具有显著的实用和经济意义。
附图说明
[0011]图1为本技术工艺流程示意图。
[0012]其中图中:101、天然气在线色谱仪；102、天然气流量计；103、天然气流量控制阀；
104、天然气紧急关断阀；201、氢气流量计；202、氢气质量流量计；203、氢气流量控制阀；204、氢气紧急关断阀；205、氢气DBB阀组；301、混合气静态混合器；302、混合气缓冲罐；303、混合气快速热值仪；304、混合气稳压阀；305、混合气紧急关断阀。
具体实施方式
[0013]下面结合附图详细说明本技术的实施方式。
[0014]如图1所示，本技术所使用的天然气计量流量控制支路包括天然气在线色谱仪101、天然气流量计102、天然气流量控制阀103、天然气紧急关断阀104；所述天然气在线色谱仪101一端连接天然气气源，另一端与天然气流量计102连接，天然气流量计102另一端与天然气流量控制阀103连接，天然气流量控制阀103另一端与天然气紧急关断阀104连接，所述的天然气紧急关断阀104与混合气静态混合器301连接。
[0015]本技术所述的天然气计量流量控制支路为常规天然气调压装置。
[0016]本技术还包括氢气计量流量控制支路和混合气掺混稳压路；所述氢气计量流量控制支路包括氢气流量计201，所述氢气流量计201一端连接氢气气源，另一端连接氢气质量流量计202；所述氢气质量流量计202的另一端连接氢气流量控制阀203；所述氢气流量控制阀203另一端连接氢气紧急关断阀204；所述氢气紧急关断阀204另一端连接氢气DBB阀组205；所述氢气DBB阀组205另一端连接混合气静态混合器301；所述混合气掺混稳压路包括混合气静态混合器301，所述混合气静态混合器301另一端连接混合气缓冲罐302；所述混合气缓冲罐302另一端连接混合气稳压阀304；在所述混合气缓冲罐302与混合气稳压阀304之间还连接有混合气快速热值仪303；所述混合气稳压阀304另一端连接混合气紧急关断阀305；所述混合气紧急关断阀305另一端与燃气轮机连接。
[0017]所述天然气计量流量控制支路与氢气计量流量控制支路并联后与混合气掺混稳压路通过输气管道连接。本技术所述的天然气与氢气混气输配系统与企业现有的控制系统连接。
[0018]实际工作中，对于混合气压力控制：
[0019]理论上，天然气和氢气的压力越接近，热值控制越容易；天然气和氢气的压力相差越大，热值控制越困难。因此，进入混合气静态混合器301和混合气缓冲罐302前两种气体的操作压力需尽量接近并维持在一个较小的范围内，通常为0.5公斤左右。同时，混合气稳压阀304采用自力式机械结构，其调压精度高、可靠性好同时稳定性高,通常反应时间≤1秒,能够进一步将混合气调压、稳压，满足燃气轮机对混合气压力的波动要求。
[0020]实际工作中，对于混合气低热值控制：
[0021]燃气轮机启动和关闭期间，需用100％天然气，掺混系统可在规定负荷范围内完成天然气与混合气切换。通过天然气流量控制阀103维持通过天然气流量不变，缓慢调节氢气流量控制阀203。
[0022]1.结合天然气在线色谱仪101，天然气流量计102，氢气质量流量计202,混合气快速热值仪303输入控制系统的数据，设定混合后的目标热值，并计算出理论所需氢气流量；计算理论所需氢气流量的方法为本领域技术人员公知。
[0023]2.通过天然气流量计102和氢气流量计201的流量计信号，体积的百分比，并规定氢气流量控制阀203的开启速率，进入静态混合系统，混合气静态混合器301将使两种气体
均匀混合，缓慢达到混合气目标热值；氢气流量控制阀203的开启速率可根据混合气系统的容积及氢气流量控制阀203的开度与通流流量的特性曲线理论计算出氢气流量控制阀203所需行程范围内的最小时间间隔，以上计算方法为本领域技术人员公知。混合气缓冲罐302除了促进气体均匀混合的功能外，还可以适当扩充混合气系统的容积。
[0024]3.同时混合气快速热值仪303实测混合气出口热值，作为反馈信号，保护和限制氢气流量控制阀203的开度及速率，即根据理论氢气流量值与实测氢气流量值进行微调，进而满足燃气轮机对热值速率及掺混比例的要求。混合气快速热值仪303可检测修正天然气流量控制阀103和氢气流量控制阀203开度的控制功能均在控制系统中实现。
[0025]4.混合气快速热值仪303的反应速度将直接影响到热值的控制，反应速度越快、越及时对热值控制就越容易，混合气的热值精确度就越高；混合气快速热值仪303需具有优良的测量特性，如极短的响应时间和极高的测量精度。
[0026]同时，混合气快速热值仪303对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于天然气氢气的混气输配系统，包括天然气计量流量控制支路，其特征在于：还包括氢气计量流量控制支路、混合气掺混稳压路；所述氢气计量流量控制支路包括氢气流量计(201)，所述氢气流量计(201)一端连接氢气气源，另一端连接氢气质量流量计(202)；所述氢气质量流量计(202)的另一端连接氢气流量控制阀(203)；所述氢气流量控制阀(203)另一端连接氢气紧急关断阀(204)；所述氢气紧急关断阀(204)另一端连接氢气DBB阀组(205)；所述氢气DBB阀组(205)另一端连接混合气静态混合器(301)；所述混合气掺混稳压路包括混合气静态混合器(301)，所述混合气静态混合器...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹莹，任春嫒，
申请(专利权)人：大连派思燃气设备有限公司，
类型：新型
国别省市：