[发明专利]一种多管径天然气管道掺氢综合实验系统装置

说明书

本发明公开了一种多管径天然气管道掺氢综合实验系统装置，所述装置包括：氢源系统、高压天然气气源，掺氢机以及实验管道系统，其中，所述氢源系统与所述高压天然气气源均与所述掺氢机的入口连接，所述实验管道系统与所述掺氢机的出口连接，所述实验管道系统与用户终端系统连接；所述实验管道系统包括实验管段以及设置在所述实验管段上的支路系统；所述实验管道包括多路并行管道，且所述多路并行管道由不同管径的管道组成。本发明一方面可同时进行多种不同管径管道的天然气管道掺氢实验，另一方面可通过支路系统，保证实验管道系统内天然气流速与真实情况一致，同时，还可降低实验过程对终端用气量的要求，减少实验过程中的天然气成本。

技术领域

本发明涉及天然气管道掺氢技术领域，尤其涉及一种多管径天然气管道掺氢综合实验系统装置。

背景技术

氢能作为一种清洁能源，不仅燃烧过程中没有碳排放，而且其还可与光伏、风电等不稳定的可再生能源协同发展，作为其的储能介质，实现光伏、风电的规模化发展。然而，氢气作为二次能源，制氢场所与用氢终端往往有一定的距离，高昂的储运成本，导致氢气的经济性较差。目前，常用的储氢技术为气态高压储氢，其成本占到终端氢气成本的1/3。

天然气管道掺氢技术是指利用现有的天然气管道，将氢气与天然气部分掺混，实现氢气的大规模、低成本、远距离运输。由于天然气管道掺氢更多是针对现有燃气管网系统进行掺氢，各个地区现行管道系统的实际情况差异较大，如管材、管龄、压力、周边环境、腐蚀情况等，需要对其进行针对性的研究和评估。即便是针对新建管道系统，各城市管道的土壤情况、岩层结构、气候条件均不同，也无法直接掺氢。因此，在实行管道掺氢之前，需要通过系统化的实验测试平台，对管道、零部件进行科学的测试，在此基础上，再针对性地制定天然气管道掺氢方案。

由于掺氢对现有燃气管道的影响存在时间累计效应，并且现有城镇燃气管道系统十分复杂，管径、管材均不同，导致实验研究时间十分漫长。而现公开的城镇燃气掺氢实验系统一次实验均只能测试工况，实验效率较低。同时，为了维持实验环境，长时间的实验需要消耗大量的天然气和氢气，导致实验成本十分高。

因此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种天然气管道掺氢综合实验系统装置，旨在解决现有技术中的城镇燃气掺氢实验系统一次实验均只能测试工况，实验效率较低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种多管径天然气管道掺氢综合实验系统装置，其中，所述装置包括：氢源系统、高压天然气气源，掺氢机以及实验管道系统，其中，所述氢源系统与所述高压天然气气源均与所述掺氢机的入口连接，所述实验管道系统与所述掺氢机的出口连接，所述实验管道系统与用户终端系统连接；所述实验管道系统包括实验管段以及设置在所述实验管段上的支路系统；所述实验管道包括多路并行管道，且所述多路并行管道由不同管径的管道组成。

在一种实现方式中，所述高压天然气气源与所述掺氢机的入口之间依次设置天然气流量调节阀与天然气调压阀。

在一种实现方式中，所述氢源系统与所述掺氢机的入口之间依次设置有氢气流量调节阀、氢气压缩机以及氢气调压阀。

在一种实现方式中，每一路所述并行管道的两端均包括一个球阀与一个法兰。

在一种实现方式中，所述掺氢机的出口与所述实验管道系统的入口之间依次设置有掺氢天然气调节阀与第一球阀。

在一种实现方式中，所述实验管段的两端各设置有三通阀，所述支路系统与所述三通阀连接。

在一种实现方式中，所述支路系统包括第一支路以及与所述第一支路并行设置的第二支路。

在一种实现方式中，所述第一支路上设置有掺氢天然气压缩机，且所述掺氢天然气压缩机的两端设置有球阀。