[发明专利]一种掺氢天然气管道泄漏点火燃烧试验装置

权利要求书

1.一种掺氢天然气管道泄漏点火燃烧试验装置，其特征是包括：供气系统(A)、气体控制系统(B)、混合气罐(C)、放空系统(D)、点火系统(E)和PLC系统(G)；其中，所述供气系统(A)包括天然气气源(1)和氢气气源(2)，气源出口端均安装有减压阀，供气过程中天然气、氢气经减压阀减压后通过1#金属软管(a)和2#金属软管(b)分别与1#不锈钢管(c)和2#不锈钢管(d)的进气口连接，实现双路供气；所述气体控制系统(B)安装在1#不锈钢管(c)和2#不锈钢管(d)上，包括多台相同规格的气体质量流量控制器，用于监测控制气体的质量流量，并达到试验所需的混合气体掺比工况，1#不锈钢管(c)和2#不锈钢管(d)的出气口均通过焊接三通连接到3#不锈钢管(e)上；3#不锈钢管(e)的两端通过焊接弯头与4#不锈钢管(f)和5#不锈钢管(g)的进气口连接，中间通过四通接头连接一个并联的6#不锈钢管(h)，即在双路供气管路下游分成三个支路，用于根据实际研究所需模拟不同喷射火灾害场景；6#不锈钢管(h)与上游1#不锈钢管(c)和2#不锈钢管(d)之间，分别通过安装在3#不锈钢管(e)上的1#电动球阀(6)和2#电动球阀(7)对进入混合气罐(C)的气体进行控制；所述混合气罐(C)安装在下游支路6#不锈钢管(h)上，用于使不同配比天然气掺氢混合气体混合均匀；所述放空系统(D)设置在6#不锈钢管(h)的上游末端，并通过3#电动球阀(5)连接控制，用于在发生故障状况下的紧急放空以及实验完成后的尾气抽除；三个支路4#不锈钢管(f)、5#不锈钢管(g)和6#不锈钢管(h)上分别安装有4#电动球阀(8)、5#电动球阀(9)和6#电动球阀(10)，其下游末端分别连接有1#阻火器(11)、2#阻火器(12)和3#阻火器(13)，用于防止燃烧火焰回火；阻火器的出口端分别通过3#金属软管(j)、4#金属软管(k)和5#金属软管(l)与点火系统(E)连接；所述PLC系统(G)中的PLC控制器(26)信号输出端口分别通过继电器连接控制1#电动球阀(6)、2#电动球阀(7)、4#电动球阀(8)、5#电动球阀(9)和6#电动球阀(10)以及真空挡板阀(14)、真空泵(15)和脉冲发生器(18)，以实现自动化点火和安全控制。

2.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道泄漏点火燃烧试验装置，其特征是所述气体控制系统(B)包括两台相同规格的气体质量流量控制器，分别安装在1#金属软管(a)和2#金属软管(b)上，以保证气体混合精度。

3.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道泄漏点火燃烧试验装置，其特征是所述下游支路6#不锈钢管(h)上拼接有同心测试管段(i)，所述测试管段(i)与6#不锈钢管(h)螺纹连接，其两端螺纹接头处均使用非金属垫片进行密封；测试管段(i)材质根据现役天然气管道实际情况进行选取和测试，以评估天然气掺氢后对天然气管道材料本身性能的影响。

4.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道泄漏点火燃烧试验装置，其特征是所述放空系统(D)包括真空软管(m)、真空挡板阀(14)、真空泵(15)和报警功能模块(31)；所述真空泵(15)进口端通过真空软管(m)与手动球阀(5)出口端连接；所述真空挡板阀(14)通过密封组件安装在真空软管(m)上，用于在泵停止工作或电源突然中断的情况下，自动封闭真空系统，并将大气充入泵腔内，防止泵油逆流造成污染；所述报警功能模块(31)连接直流开关电源(32)供电，并通过连接继电器常闭接点控制实现开关，用于在断电情况下进一步提醒操作者的注意，及时做出相应的处理。

5.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气管道泄漏点火燃烧试验装置，其特征是所述点火系统(E)包括三个或大于三个燃烧器本体(16)，每个燃烧器本体(16)配有一个点火针(17)和脉冲发生器(18)；所述燃烧器本体(16)包括燃烧器喷嘴(19)、喷嘴固定底座(20)和旋转升降支架(21)，其中燃烧器喷嘴(19)和喷嘴固定底座(20)通过喷嘴进口端焊接的螺纹接头进行连接，方便拆卸和更换喷嘴；所述喷嘴固定底座(20)安装在全方位升降旋转支架(21)上，可升降到任意高度，也可调节到任意角度；所述点火针(17)固定在喷嘴(19)上方相应的位置，其入电端通过导线连接到脉冲发生器(18)的正负极，可连续放电。