【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天然气管道掺氢，特别涉及一种天然气掺氢混合输送系统。
技术介绍
1、随着能源转型和环保要求的提高，氢能作为一种清洁、高效的能源受到了广泛关注。在氢能的运输和储存方面，利用现有的天然气管道或管网进行天然气掺氢输送是一种经济且高效的方式。然而，由于天然气和氢气的物性差异，在长时间流场扰动较小的情况下，这两种气体可能会发生分层，导致掺混均匀度降低。掺混均匀度直接影响到后续掺氢天然气燃烧特性和用气安全，因此，如何提高掺混均匀度是该领域面临的重要技术问题。
2、同时，氢气的聚集对天然气管道的安全输送带来了新的挑战。由于氢气的密度比天然气小，氢气容易在管道中形成气团，聚集在管道上部。这种聚集可能导致管道压力波动、气体成分变化等问题，进而影响管道的安全运行。因此，如何防止氢气聚集并确保管道安全输送是该领域面临的另一个重要技术问题。
3、针对以上问题，现有的技术手段主要包括优化掺混装置设计、加强管道监控和维护等。然而，这些手段往往存在一定的局限性，难以完全解决掺混均匀度和氢气聚集的问题。如中国专利【申请号202223539149.6】公开了一种“天然气掺氢气体混合单元”，该装置包括天然气管道、氢气管道、花洒喷头以及固定在氢气管道一端的连接件，氢气管道固定有连接件的一端穿过天然气管道并延伸至天然气管道内部，花洒喷头通过连接件与氢气管道的一端连通，花洒喷头的喷口前端固定一个钝体用于增大氢气扩散面。由于现役天然气管道为大口径、高压力、大输量，因此管道处于高流速状态，该装置中管道内的钝体迎着管道来流，增加了管道内装
4、此外，中国专利【公开号cn112915832a】提出了一种无内部流道的天然气气体混合单元，包括进口段、渐缩过渡段、出口段、第一进气流道和第二进气流道。该专利技术虽然结构简单，但是混合效果差。
5、另外，中国专利【申请号202122978912.4】提出了一种天然气掺氢气体混合单元，其包括氢气管道、带有内腔连接件和带有内腔的扇叶，氢气管道的一端与上述连接件的一端联通，扇叶的一端设有第一通孔，扇叶的一侧壁上设置有多个第二通孔，扇叶设有第一通孔的一端固定设置于上述连接件上，连接件的与扇叶连接处的腔体上设置有第三通孔，连接件通过第三通孔和第一通孔与扇叶联通。但该装置稳定性不足，检修难度大。
6、因此，需要进一步研究和开发新的天然气掺氢气体混合单元，以提高天然气和氢气的效率和安全性。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种天然气掺氢混合输送系统，有效的克服了现有技术的缺陷。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种天然气掺氢混合输送系统，包括天然气管道、混合管道和注氢管道，上述混合管道串联在上述天然气管道的管段中，上述混合管道的管壁设有管道进口，上述注氢管道密封穿过上述管道进口，且一端连通设有与上述混合管道同轴设置的输氢管段，上述输氢管段远离上述注氢管道的一端朝向上述天然气管道的上游管段，且上述输氢管段远离上述注氢管道的一端设有氢气出口，上述混合管道的下游管段中设有气体混合单元。
4、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
5、进一步，上述混合管道的两端分别设有法兰，上述天然气管道与上述混合管道串联的两段端口处分别连接有第一截止阀，上述混合管道两端的法兰分别与两个上述第一截止阀的端部法兰密封连接装配。
6、进一步，上述天然气管道与上述混合管道串联的两段之间连接有分支管段，上述分支管段上设有第二截止阀。
7、进一步，上述注氢管道包括密封贯穿上述管道进口的对接管段和外接管段，上述对接管段的一端伸入上述混合管道中，并连接有弯头，上述输氢管段的一端与上述弯头连接并连通，上述外接管段的一端与上述对接管段的另一端连接并连通。
8、进一步，上述混合管道侧壁对应上述弯头的部位开设有检修口，上述检修口处可拆卸的密封装有封板。
9、进一步，上述气体混合单元包括多组沿上述混合管道轴向间隔分布的翼片模组，每组上述翼片模组均包括多个扇形的翼片，多个上述翼片沿上述混合管道的轴向均匀间隔分布，且排布呈锥状，上述翼片的扇形尖端靠拢，并朝向上述混合管道的下游，每个上述翼片分别通过固定支架与上述混合管道连接固定，每组相邻两个上述翼片之间形成供气体通过的导流空隙，相邻两组上述翼片模组的多个导流空隙在周向上交错分布。
10、进一步，上述输氢管段远离上述注氢管道的一端端头设为锥头或球头，上述输氢管段表面布满多个上述氢气出口。
11、进一步，上述混合管道的下游管段上设有采样口。
12、进一步，上述氢气出口处装有高压喷嘴。
13、进一步，上述注氢管道上设有流量阀，上述注氢管道的另一端连接氢气气源。
14、本专利技术的有益效果是：系统结构设计简单、合理，能有效提升掺氢效率，降低天然气与氢气分层，导致掺混均匀度降低的问题，加强安全性和稳定性，适用范围广，使用灵活性较好。
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1.一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：包括天然气管道(1)、混合管道(2)和注氢管道(3)，所述混合管道(2)串联在所述天然气管道(1)的管段中，所述混合管道(2)的管壁设有管道进口，所述注氢管道(3)密封穿过所述管道进口，且一端连通设有与所述混合管道(2)同轴设置的输氢管段(31)，所述输氢管段(31)远离所述注氢管道(3)的一端朝向所述天然气管道(1)的上游管段，且所述输氢管段(31)远离所述注氢管道(3)的一端设有氢气出口(32)，所述混合管道(2)的下游管段中设有气体混合单元(7)。
2.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述混合管道(2)的两端分别设有法兰(21)，所述天然气管道(1)与所述混合管道(2)串联的两段端口处分别连接有第一截止阀(4)，所述混合管道(2)两端的法兰(21)分别与两个所述第一截止阀(4)的端部法兰密封连接装配。
3.根据权利要求2所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述天然气管道(1)与所述混合管道(2)串联的两段之间连接有分支管段(5)，所述分支管段(5)上设有第二截止阀(6)
4.根据权利要求2所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述注氢管道(3)包括密封贯穿所述管道进口的对接管段(33)和外接管段(34)，所述对接管段(33)的一端伸入所述混合管道(2)中，并连接有弯头(35)，所述输氢管段(31)的一端与所述弯头(35)连接并连通，所述外接管段(34)的一端与所述对接管段(33)的另一端连接并连通。
5.根据权利要求4所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述混合管道(2)侧壁对应所述弯头(35)的部位开设有检修口，所述检修口处可拆卸的密封装有封板。
6.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述气体混合单元(7)包括多组沿所述混合管道(2)轴向间隔分布的翼片模组(71)，每组所述翼片模组(71)均包括多个扇形的翼片(711)，多个所述翼片(711)沿所述混合管道(2)的轴向均匀间隔分布，且排布呈锥状，所述翼片(711)的扇形尖端靠拢，并朝向所述混合管道(2)的下游，每个所述翼片(711)分别通过固定支架与所述混合管道(2)连接固定，每组相邻两个所述翼片(711)之间形成供气体通过的导流空隙，相邻两组所述翼片模组(71)的多个导流空隙在周向上交错分布。
7.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述输氢管段(31)远离所述注氢管道(3)的一端端头设为锥头或球头，所述输氢管段(31)表面布满多个所述氢气出口(32)。
8.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述混合管道(2)的下游管段上设有采样口。
9.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述氢气出口(32)处装有高压喷嘴。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述注氢管道(3)上设有流量阀(36)，所述注氢管道(3)的另一端连接氢气气源。
...【技术特征摘要】
1.一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：包括天然气管道(1)、混合管道(2)和注氢管道(3)，所述混合管道(2)串联在所述天然气管道(1)的管段中，所述混合管道(2)的管壁设有管道进口，所述注氢管道(3)密封穿过所述管道进口，且一端连通设有与所述混合管道(2)同轴设置的输氢管段(31)，所述输氢管段(31)远离所述注氢管道(3)的一端朝向所述天然气管道(1)的上游管段，且所述输氢管段(31)远离所述注氢管道(3)的一端设有氢气出口(32)，所述混合管道(2)的下游管段中设有气体混合单元(7)。
2.根据权利要求1所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述混合管道(2)的两端分别设有法兰(21)，所述天然气管道(1)与所述混合管道(2)串联的两段端口处分别连接有第一截止阀(4)，所述混合管道(2)两端的法兰(21)分别与两个所述第一截止阀(4)的端部法兰密封连接装配。
3.根据权利要求2所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述天然气管道(1)与所述混合管道(2)串联的两段之间连接有分支管段(5)，所述分支管段(5)上设有第二截止阀(6)。
4.根据权利要求2所述的一种天然气掺氢混合输送系统，其特征在于：所述注氢管道(3)包括密封贯穿所述管道进口的对接管段(33)和外接管段(34)，所述对接管段(33)的一端伸入所述混合管道(2)中，并连接有弯头(35)，所述输氢管段(31)的一端与所述弯头(35)连接并连通，所述外接管段(34)的一端与所述对接管段(33)的另一...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳欣，彭世垚，柴冲，满建峰，张瀚文，刘罗茜，支树洁，孙盛，王玉彬，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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