[发明专利]一种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；所述实验管道系统包括：高压实验管道系统、次高压实验管道系统、中压实验管道系统以及低压实验管道系统，所述低压实验管道系统与终端用户系统连接，所述高压实验管道系统、所述次高压实验管道系统、所述中压实验管道系统以及所述低压实验管道系统中均包括并联设置的5路管道支路。本发明可同时进行多种压力工况下的天然气管道掺氢实验，并根据实际需求调整实验压力数量，提高实验效率。

技术领域

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

背景技术

在“双碳”目标背景下，为了保障能源需求，能源结构正在往低碳化、零碳化方向发展，光伏、风电等可再生清洁能源迎来了快速发展时机。氢能利用过程中没有碳排放，同时氢气还可作为光伏、风电等不稳定的可再生能源的储能介质，推动可再生能源的大规模产业化发展。而氢能要实现产业化应用，还需解决氢气的储运问题。

相较于高压气态储氢、低温液态储氢以及有机物储氢等技术，管道掺氢利用现有的天然气管道，通过氢气与天然气部分掺混，可实现氢气的大规模、低成本运输。要实现天然气管道掺氢的大规模远距离应用，首先应解决的是城镇燃气管道系统的掺氢问题。但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，而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。

由于城镇燃气管道系统往往设有4级以上压力，各级压力使用的管材种类也十分复杂，同时，要研究管道掺氢对现役燃气管道的影响情况，往往需要进行较长时间的实验，而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一种压力工况，导致实验效率较低。

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一种压力工况，导致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，本发明提供一种天然气管道掺氢综合实验系统装置，其特征在于，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；所述实验管道系统包括：高压实验管道系统、次高压实验管道系统、中压实验管道系统以及低压实验管道系统，所述低压实验管道系统与终端用户系统连接，所述高压实验管道系统、所述次高压实验管道系统、所述中压实验管道系统以及所述低压实验管道系统中均包括并联设置的5路管道支路。

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，所述掺氢机的出口分出两个支路，其中，第一支路与所述高压实验管道系统的入口连接，第二支路与所述低压实验管道系统的入口连接。

在一种实现方式中，所述第二支路与所述低压实验管道系统的入口之间设置有若干球阀。

在一种实现方式中，所述高压实验管道系统的出口分出两个支路，其中，第三支路与所述次高压实验管道系统的入口连接，第四支路与所述第二支路连接。