一种用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及燃气管网阴极保护技术领域，具体涉及一种用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统。包括：供气模块、发电模块、降压供电模块，监检测模块和阴极保护结构；所述的供气模块通过从燃气管道引出燃气为发电模块提供燃料，所述的发电模块输出的电能通过降压供电模块进行降压后输送至供气模块、监检测模块、阴极保护结构和远传模块。本实用新型专利技术的供电系统解决了现有的阴极保护系统的供电问题，实现了管网保护的内部循环。实现了管网保护的内部循环。实现了管网保护的内部循环。

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统


[0001]本技术涉及燃气管网阴极保护
，具体涉及一种用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统。

技术介绍

[0002]本技术对于
技术介绍
的描述属于与本技术相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本技术的内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本技术在首次提出申请的申请日的现有技术。
[0003]随着燃气管道运行年限的增加，防腐层性能退化，无阴极保护管道急需施加阴极保护以降低腐蚀泄漏风险，另外有阴极保护管道受到杂散电流干扰风险，部分处于欠保护状态，同样存在较大的泄漏隐患。随着管龄及服役环境变化，中低压管网的腐蚀风险将进一步加剧，因此通过有效控制腐蚀泄漏事件，进一步加强生产运营的安全运行，也将成为甲烷减排的最佳实践。
[0004]通过对某城市燃气管网泄漏事件统计，发现腐蚀泄漏占比高达70％左右。其中低压管网腐蚀泄漏多发生在无阴极保护的管道，因此制定合理的阴极保护措施，可有效降低腐蚀热点区域风险，一定程度上缓解该区域的泄漏风险；中压管网主要受杂散电流干扰的风险，使得现有阴极保护系统不足以满足腐蚀防控需求。
[0005]针对中低压管网，由于服役年限较长，防腐层性能较差，破损点较多，受杂散电流干扰及搭接的影响较大，因此相应的阴极保护电流需求较大。若采用常规的牺牲阳极方式，无论是保护距离及阳极寿命都无法满足技术要求，另外从经济性及环保性上，也相对不合理。
[0006]因此外加电流阴极保护的方式相对合理，为了解决供电的难点，需要研究一套以固体燃料电池为核心的阴极保护供电、监测、远传系统。
[0007]现有的外加电流阴极保护的供电方式一般采用市政供电、太阳能供电两种方式。市政供电方面，由于受制于电网规划、跨单位协调、施工成本等多方面因素，往往难以实现。太阳能供电方面，一是需要定期对太阳能模块清理维护，原因在于太阳能板易被灰尘、杂物遮盖及受其他建筑物遮挡等从而影响供电效率；二是需要额外增加蓄电池模块，以维持电压稳定输出。

技术实现思路

[0008]本技术实施例的目的是提供一种用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统，本技术的供电系统解决了现有的阴极保护系统的供电问题，实现了管网保护的内部循环。
[0009]本技术的目的是通过如下技术方案实现的：
[0010]一种用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统，包括：
[0011]供气模块、发电模块、降压供电模块，监检测模块和阴极保护结构；
[0012]所述的供气模块通过从燃气管道引出燃气为发电模块提供燃料，所述的发电模块输出的电能通过降压供电模块进行降压后输送至供气模块、监检测模块和阴极保护结构。
[0013]进一步的，用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统还包括远传模块和服务器，所述的远传模块分别与所述的监检测模块和服务器信号连接，用于将监检测模块的数据发送给服务器和接收服务器指令。
[0014]进一步的，所述的供气模块，包括输气管道，在所述的输气管道上设有电动调节阀、温度变送器、压力变送器和放散阀。
[0015]进一步的，所述的降压供电模块，降压供电模块通过并联方式分别为所述的供气模块、监检测模块、阴极保护结构和远传模块供电。
[0016]进一步的，所述的降压供电模块在为阴极保护结构供电的回路终设有电压表和电流表。
[0017]进一步的，所述的监检测模块用于监测和检测电动调节阀开度参数、温度压力参数、发电模块总输出电压电流参数、燃气浓度参数、阴极保护端的电压及电流参数、阴极保护通断电电位参数、异常行为判断参数。
[0018]进一步的，所述的监检测模块可根据阴极保护断电电位与远程可调节电阻箱建立关联、相互反馈，通过电阻箱自动调整将断电电位设定在指定区间内。
[0019]进一步的，远传模块，通过低功耗的NB
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IoT通讯实现所有参数实时或定期上传至服务器，实现了远程监检测功能。
[0020]进一步的，所述的阴极保护采用MMO柔性阳极作为阴保系统的辅助阳极，参比电极采用长效硫酸铜参比电极，测试试片采用1平方厘米用于交直流电流密度测试、采用6.5平方厘米用于断电电位测试。
[0021]进一步的，所述的降压供电模块连接有阴极保护测试窗口，将燃气管道、辅助阳极、参比电极、测试试片的测试线引至阴极保护测试窗口的接线柱上。
[0022]借由上述方案，本技术至少具备如下有益效果：
[0023]本技术的系统供电稳定。燃料电池以天然气为原料，可以实现稳定供电，运行寿命可达十年，且发电量可以根据需求进行调节，灵活性较高，节约能源。
[0024]施工成本低、维护费用低。无需跟多个部门沟通协调，企业可结合所运维的管网建立这一套系统的阴极保护系统；后续维护费用低，对燃料电池供电系统的运维可纳入管网的日常运维中。
[0025]远程监测及控制。气量监测及远程调节、燃料电池电压输出监测及远程调节、阴极保护参数的远程监测及预警等。
[0026]智能化自动控制。可根据监测电流数据信号，调整阴保电流和电压，实现最佳工况的保护。
[0027]输出电压稳定性：从远传的数据可看出，燃料电池电压输出非常稳定，电压输出恒定。输出功率根据电路中电流需求及时调整。
[0028]阴保电流可调性：能够有效的将阴极保护断电电位控制在
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0.85～
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1.2VCSE范围内，由于服役环境、服役时间变化，可根据远传反馈的断电电位数据，并通过远程可调节电阻箱的变化改变回路中阴极保护电流，从而将断电电位控制在合理范围内。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：
[0030]图1为本技术一种用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统的结构示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合实施例对本技术进行进一步的详细介绍，应当理解，实施例是为了本领域技术人员更容易理解本技术的技术方案，而不能作为本技术保护范围的限定。
[0032]在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本技术的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本技术也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本技术也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
[0033]结合图1，一种用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统，包括：
[0034]供气模块、发电模块、降压供电模块，监检测模块和阴极保护结构；
[0035]所述的供气模块通过从燃气管道引出燃气为发电模块提供燃料，所述的发电模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统，其特征在于，包括：供气模块、发电模块、降压供电模块，监检测模块和阴极保护结构；所述的供气模块通过从燃气管道引出燃气为发电模块提供燃料，所述的发电模块输出的电能通过降压供电模块进行降压后输送至供气模块、监检测模块和阴极保护结构。2.根据权利要求1所述的用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统，其特征在于，用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统还包括远传模块和服务器，所述的远传模块分别与所述的监检测模块和服务器信号连接，用于将监检测模块的数据发送给服务器和接收服务器指令。3.根据权利要求2所述的用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统，其特征在于，所述的供气模块，包括输气管道，在所述的输气管道上设有电动调节阀、温度变送器、压力变送器和放散阀。4.根据权利要求3所述的用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统，其特征在于，所述的降压供电模块，降压供电模块通过并联方式分别为所述的供气模块、监检测模块、阴极保护结构和远传模块供电。5.根据权利要求4所述的用于燃气管网阴极保护的燃料电池供电系统，其特征在于，所述的降压供电模块在为阴极保护结构供电的回路终设有电压表和电流表。6.根据权利要求5所述的用于燃气管网阴极保护的燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉星，姜鑫，车明，金文龙，蔡昊，铁宇，孙俊芳，邸鑫，
申请(专利权)人：北京市燃气集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：