[发明专利]一种天然气管道掺氢混输方法及装置

说明书

本发明涉及一种天然气管道掺氢混输方法及装置，天然气管道掺氢混输方法包括通过数据采集系统获取天然气输送压力P_NG，设定供应氢气压力P_H2，确定天然气管道的掺氢比例上限，通过数据采集系统再次获取天然气输送压力Pn，将量化的P_H2/Pn比值与掺氢比例上限和掺氢比例下限进行比较，并根据比较结果确定外输阀门的适宜开度。装置包括天然气管道、供应氢气管道、氢气压缩机、外输阀门、供应氢气压力表、天然气输送压力表以及逻辑控制器，通过逻辑控制器接收采集的供应氢气压力、天然气输送压力并控制外输阀门的阀门开度调节。本发明通过对外输阀门开度的精准控制，对进入天然气管道氢气气量进行精准控制，实现确保氢气可以在设定比例范围内与天然气混合输送。

技术领域

本发明涉及氢能利用技术领域，具体涉及一种天然气管道掺氢混输方法及装置。

背景技术

随着氢能产业的发展，用户对氢气需求日益旺盛。鉴于氢气密度小、单位体积重量小等特点，高效输送、存储氢气的问题日益突出。借助天然气管道对氢气进行掺混输送是目前大规模推广氢气应用具备工程应用的道路之一。在役天然气输送管道是以输送天然气为基础设计的，掺氢后会对天然气管道本体产生不可逆影响，发生氢脆，降低管道剩余使用寿命，因此，天然气管道掺混氢气比例需严格控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种天然气管道掺氢混输方法及装置，以解决现有技术中借助天然气管道对氢气进行掺混输送因掺混氢气比例无法控制而容易对天然气管道本体造成损坏的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明提供一种天然气管道掺氢混输方法，包括：

基于天然气管道数据采集系统实时获取拟掺混氢气管段处的天然气输送压力P_NG；

根据获取的天然气输送压力P_NG设定天然气管道的供应氢气压力P_H2；

依据天然气管道力学性能评估确定该天然气管道的掺氢比例上限和掺氢比例下限；

基于天然气管道数据采集系统再次实时获取拟掺混氢气管段处的天然气输送压力Pn；

通过量化P_H2/Pn，将量化的P_H2/Pn比值与该天然气管道的掺氢比例上限和掺氢比例下限进行比较，并根据比较结果确定供应氢气管道配套的外输阀门的适宜开度。

进一步地，还包括供应氢气压力P_H2的设定方法，所述设定方法包括：根据获取的天然气输送压力P_NG设定供应氢气管道配套的氢气压缩机的出口压力。

进一步地，还包括供应氢气管道配套的外输阀门初始开度的设定方法，所述设定方法包括：根据获取的天然气输送压力P_NG和设定的供应氢气压力P_H2，通过量化P_H2/P_NG，根据量化的量化P_H2/P_NG值以及该天然气管道的掺氢比例上限确定供应氢气管道配套的外输阀门初始开度M％，其中，M为常数。

进一步地，确定的掺氢比例上限为X％，掺氢比例下限为3％，其中，X为常数。

进一步地，还包括供应氢气管道配套的外输阀门适宜开度的确定方法，所述确定方法包括将量化的P_H2/Pn比值与该天然气管道的掺氢比例上限和掺氢比例下限进行比较：

若3％≤P_H2/Pn≤X％，则确定设定供应氢气管道配套的外输阀门初始开度M％为适宜开度，不对外输阀门初始开度M％进行调整；