【技术实现步骤摘要】
一种已建天然气管道安全掺氢系统与方法
[0001]本专利技术属于管道输送
,特别涉及一种已建天然气管道安全掺氢系统与方法。
技术介绍
[0002]近年来,氢能利用受到的重视程度日益增长。随着“双碳”目标的提出,氢能高效利用的发展将快速推进。鉴于我国能源供给端与消费端的分布特点,长距离氢能储运技术是支撑氢能利用的关键问题。我国已经建成大型天然气输送管网,为掺氢天然气输送提供了得天独厚的优势,对氢气的长距离输运起到了关键的支撑作用。通过在供给端将氢气注入天然气管道,利用天然气掺混氢气进行输送,并在末端(消费端)进行二次提取与分离,完成氢气远距离运移。
[0003]利用天然气管道掺混氢气输送的方式在国外已经开展了规模性地试验与研究,其技术难点主要聚焦于氢气加入后的混合气体物理特性、混合气体中氢气对管道与设备的材料
‑
性能影响评价、后端氢气分离技术等问题,并取得了一定的进展。其中,由于已建天然气管道往往采用高钢级材质,其对氢气含量的影响较为敏感性,这也是天然气掺氢输送中确定氢气浓度的关键考虑因素。
[0004]对于天然气掺氢工艺的研究,目前公开了部分的报道,主要涉及掺氢总体流程、掺氢后混合模式等方面。如前所述,在天然气管道掺氢模式下,氢气含量首要关注的是混合气体中的瞬时氢气浓度不应超过已建天然气管道的材料、设备适应浓度,这在理论上是可以通过天然气与氢气的浓度实时检测并进行调整的;实际上,天然气与氢气的浓度响应具有先后次序,同时,已建天然气管道中掺氢浓度具有典型的不可逆特性,即某段时间内 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种已建天然气管道安全掺氢系统,其特征在于:包括流量监测与控制系统、高效掺混系统以及紧急泄放系统;所述流量监测与控制系统包括设置在已建天然气输送站场外的干线天然气流量检测单元以及与已建天然气输送站场内天然气干线管道(1)相连的氢气输送单元,所述干线天然气流量检测单元用于在掺混站场中对干线天然气流量进行实时监控与预警,所述氢气输送单元用于将上游氢气掺混至天然气干线管道(1)内;所述高效掺混系统设置在已建天然气输送站场内的天然气干线管道(1)上,所述氢气输送单元与高效掺混系统相连,采用多点注入的方式将氢气注入至天然气干线管道(1)内;所述紧急泄放系统分别与已建天然气输送站场外的上游管道及已建天然气输送站场内的管道相连,用于在掺混站场停输时,将尚未掺混均匀的氢气与天然气的混合气体进行泄放。2.根据权利要求1所述的已建天然气管道安全掺氢系统,其特征在于:所述干线天然气流量检测单元包括流量变送器(12)和计量阀组旁路管道(15),所述流量变送器(12)设置在已建天然气输送站场外的天然气干线管道(1)上,在所述流量变送器(12)的上下游端分别设置有计量阀组第一截断阀(11)和计量阀组第二截断阀(13),在所述计量阀组旁路管道(15)上设置有计量阀组旁路截断阀(14)组成旁路管路系统,用于在流量变送器(12)检修时连通上下游管道。3.根据权利要求2所述的已建天然气管道安全掺氢系统,其特征在于:所述流量变送器(12)的安装点距已建天然气输送站场不小于100m。4.根据权利要求2所述的已建天然气管道安全掺氢系统,其特征在于:所述氢气输送单元包括氢气管道(16)以及依次设置在氢气管道(16)上的氢气管道截断阀(17)、氢气调节阀(18)和氢气管道流量变送器(19),所述氢气管道(16)的一端与上游氢气供应点相连,另一端与高效掺混系统相连,所述氢气调节阀(18)在流量变送器(12)检测的天然气流量输入下,按照设定的最高天然气与氢气体积比例进行氢气流量调节。5.根据权利要求4所述的已建天然气管道安全掺氢系统,其特征在于:所述高效掺混系统包括氢气多点注入支管(21)、掺混管道(22)以及混合介质抽检管路(23),所述掺混管道(22)与已建天然气输送站场内的天然气干线管道(1)相连,所述氢气管道(16)通过氢气多点注入支管(21)与掺混管道(22)靠近上游端相连,所述混合介质抽检管路(23)与掺混管道(22)靠近下游端相连。6.根据权利要求5所述的已建天然气管道安全掺氢系统,其特征在于:所述氢气多点注入支管(21)由至少三支分支管道分别由掺混管道(22)底部接入,并在掺混管道(22)内以垂直向上的方向注气。7.根据权利要求5所述的已建天然气管道安全掺氢系统,其特征在于:所述氢气多点注入支管(21)的注气位置为掺混管道(22)内的中下部,相邻分支管道的注入点间距不小于0.5m,所述混合介质抽检管路(23)在掺混管道(22)上...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈俊文,刘锴,陈渝,汤晓勇,王向辉,杨帆,乔靖杰,李天雷,马艳琳,秦璇,吴小君,
申请(专利权)人:中国石油天然气集团有限公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。