CN115127032A - 天然气掺氢系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天然气掺氢系统，涉及气体能源领域。一种天然气掺氢系统包括天然气输送管路、氢气输送管路、天然气掺氢装置和掺氢控制装置；天然气输送管路包括第一输气管道、第一调压器和第一流量计，第一输气管道的第一端接收天然气，第二端与天然气掺氢装置连接，第一调压器和第一流量计设于第一输气管道；氢气输送管路包括第二输气管道、第二调压器、第二流量计和流量调节阀，第二输气管道的第一端接收氢气，第二端与天然气掺氢装置连接，第二调压器、第二流量计及流量调节阀设于第二输气管道；第一调压器、第一流量计、第二调压器、第二流量计、流量调节阀和天然气掺氢装置均与掺氢控制装置连接。本申请解决无法控制掺氢比例的问题。

Description

天然气掺氢系统

技术领域

本申请属于气体能源技术领域，具体涉及一种天然气掺氢系统。

背景技术

氢能源不仅具有清洁、高效、零碳和可持续利用的特性，而且具有较高的发热值、较高的燃烧性能和能量损失低等特点，因此被视为未来清洁能源发展的重要方向。目前，随着国家双碳战略的提出促使氢能源利用产业快速发展，氢气燃烧能实现碳的零排放，响应了限制碳排放量政策，减缓CO2等温室气体的排放。其次，利用风能、光能、水能、生物能等非常规能源制备氢能进行储能，在能源紧缺时将储备的氢能进行电能转换，以实现调峰储能的作用，对保障能源安全具有积极的作用。

天然气掺氢是由化石能源向氢能过渡、加速氢能产业发展的最可行方案，既缓解了对化石能源的依赖，又能有效降低CO2等污染物的排放，同时为氢能规模化应用提供技术储备。目前国内外已进行了很多天然气掺氢输送示范项目，均证明了天然气掺氢输送的可行性。然而，当前一些天然气掺氢系统无法控制掺氢比例，从而不利于氢能的高效利用。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种天然气掺氢系统，能够解决当前系统无法控制掺氢比例的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种天然气掺氢系统，该天然气掺氢系统包括：天然气输送管路、氢气输送管路、天然气掺氢装置和掺氢控制装置；

所述天然气输送管路包括第一输气管道、第一调压器和第一流量计，所述第一输气管道的第一端用于接收天然气，所述第一输气管道的第二端与所述天然气掺氢装置连接，所述第一调压器和所述第一流量计沿天然气的输送方向依次设置于所述第一输气管道；

所述氢气输送管路包括第二输气管道、第二调压器、第二流量计和流量调节阀，所述第二输气管道的第一端用于接收氢气，所述第二输气管道的第二端与所述天然气掺氢装置连接，所述第二调压器、所述第二流量计及所述流量调节阀沿氢气的输送方向依次设置于所述第二输气管道；

所述第一调压器、所述第一流量计、所述第二调压器、所述第二流量计、所述流量调节阀和所述天然气掺氢装置均与所述掺氢控制装置信号连接。

本申请实施例中，通过天然气输送管路可以对天然气进行输送，以将天然气通入至天然气掺氢装置中，通过氢气输送管路可以对氢气进行输送，以将氢气通入至天然气掺氢装置中，天然气和氢气可以在天然气掺氢装置内进行掺混，以得到混合气体；在输送天然气的过程中，通过第一调压器对天然气进行调压，通过第一流量计检测天然气的输送流量，通过第二调压器对氢气进行调压，通过第二流量计检测氢气的输送流量；掺氢控制装置可以根据天然气和氢气的通入情况调节流量调节阀，从而可以对氢气的通入量进行调节，以使通入氢气的体积分数与通入天然气的体积分数成预设比例，从而满足不同工况需求，并且还可以有效提高天然气掺氢系统的整体利用效率，有利于氢能的推广和利用。

附图说明

图1为本申请实施例公开的天然气掺氢系统的示意图，其中，图中的实线表示机械连接，虚线表述信号连接。

附图标记说明：

100-天然气输送管路；110-第一输气管道；120-第一调压器；130-第一流量计；131-第一控制模块；132-第一压力检测模块；133-第一温度检测模块；140-第一温度变送器；150-第一压力变送器；160-第一压力表；170-第一温度计；181-第一安全管道；182-第一安全阀；191-第一过滤器；192-第一差压变送器；1110-第一切断阀；1210-第一充氮口；1310-第一隔断阀；1410-第一止回阀；

200-氢气输送管路；210-第二输气管道；220-第二调压器；230-第二流量计；231-第二控制模块；232-第二压力检测模块；233-第二温度检测模块；240-流量调节阀；250-第二温度变送器；260-第二压力变送器；270-第二压力表；280-第二温度计；291-第二安全管道；292-第二安全阀；2101-第二过滤器；2102-第二差压变送器；2210-第二切断阀；2310-第二充氮口；2410-第二隔断阀；2510-第二止回阀；2610-第一氢分析仪；

300-天然气掺氢装置；

400-掺氢控制装置；

500-报警装置；

600-混气输送管路；610-第三输气管道；620-静态混合器；630-烃分析仪；640-第二氢分析仪。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例进行详细地说明。

参考图1，本申请实施例公开了一种天然气掺氢系统，用于向天然气中掺入适当比例的氢气，以便于有效利用能源。所公开的天然气掺氢系统包括天然气输送管路100、氢气输送管路200、天然气掺氢装置300和掺氢控制装置400。

天然气输送管路100用于输送天然气，其包括第一输气管道110、第一调压器120和第一流量计130，第一输气管道110的第一端用于接收天然气，第一输气管道110的第二端与天然气掺氢装置300连接，以便于通过第一输气管道110将接收到的天然气通入天然气掺氢装置300中进行掺氢处理。第一调压器120和第一流量计130沿天然气的输送方向依次设置于第一输气管道110，通过第一调压器120可以对第一输气管道110中的天然气进行调压，通过第一流量计130可以监控第一输气管道110中天然气的流量，以便于使天然气的压力和流量均满足实际需求。可选地，第一流量计130可以为体积流量计。

氢气输送管路200用于输送氢气，其包括第二输气管道210、第二调压器220、第二流量计230和流量调节阀240，第二输气管道210的第一端用于接收氢气，第二输气管道210的第二端与天然气掺氢装置300连接，以便于通过第二输气管道210将接收到的氢气通入天然气掺氢装置300中进行掺氢处理。第二调压器220、第二流量计230及流量调节阀240沿氢气的输送方向依次设置于第二输气管道210，通过第二调压器220可以对第二输气管道210中的氢气进行调压，通过第二流量计230监控第二输气管道210中氢气的流量，以便于为调节氢气的流量奠定基础；通过流量调节阀240可以调节第二输气管道210中输送氢气的流量，以使氢气的体积流量与天然气的体积流量成预设比例，从而有效提高能源利用率。可选地，第二流量计230可以为质量流量计，该质量流量计可以检测氢气的质量流量，并且可以将质量流量计检测到的质量流量换算为体积流量，而质量流量计的结构及其工作原理可参考现有技术。

为实现自动控制，第一调压器120、第一流量计130、第二调压器220、第二流量计230、流量调节阀240和天然气掺氢装置300均与掺氢控制装置400信号连接。基于此，掺氢控制装置400可以根据天然气的压力、天然气的体积流量、氢气的压力和氢气的体积流量，按照预设比例要求对流量调节阀240的开度进行调节，以通过流量调节阀240调节氢气的通入量，最终使天然气和氢气的体积流量成预设比例，以满足实际工况需求。

本申请实施例中，通过天然气输送管路100可以对天然气进行输送，以将天然气通入至天然气掺氢装置300中，通过氢气输送管路200可以对氢气进行输送，以将氢气通入至天然气掺氢装置300中，天然气和氢气可以在天然气掺氢装置300内进行掺混，以得到混合气体；在输送天然气的过程中，通过第一调压器120对天然气进行调压，通过第一流量计130检测天然气的输送流量，通过第二调压器220对氢气进行调压，通过第二流量计230检测氢气的输送流量；掺氢控制装置400可以根据天然气和氢气的通入情况调节流量调节阀240，从而可以对氢气的通入量进行调节，以使通入氢气的体积分数与通入天然气的体积分数成预设比例，以满足不同工况需求，并且还可以有效提高天然气掺氢系统的整体利用效率，有利于氢能的推广和利用。

为了确定天然气的压力、流量等参数，一些实施例中，天然气输送管路100包括第一温度变送器140、第一压力变送器150、第一压力表160和第一温度计170，其中，第一输气管道110的邻近第一端的区域以及位于第一调压器120与天然气掺氢装置300之间的区域均设有第一温度变送器140、第一压力变送器150、第一压力表160和第一温度计170中的至少一者。如此，可以对第一输气管道110的邻近第一端的区域处的压力和/或流量进行检测，当然，还可以对位于第一调压器120与天然气掺氢装置300之间的区域进行压力和/或流量的检测，从而可以为控制压力和/或流量奠定基础。

一种较为具体的实施例中，第一输气管道110的邻近第一端的区域设有第一温度变送器140、第一压力变送器150、第一压力表160和第一温度计170，以检测入口天然气的压力和温度；并且，第一调压器120与天然气掺氢装置300之间的区域处设有第一温度变送器140、第一压力变送器150、第一压力表160和第一温度计170，以测量出口天然气的压力和温度。基于此，通过检测入口天然气和出口天然气的压力和温度，可以获得天然气压力和温度各自的变化，从而可以提高检测结果的准确性。

为了确定氢气的压力、流量等参数，一些实施例中，氢气输送管路200可以包括第二温度变送器250、第二压力变送器260、第二压力表270和第二温度计280，其中，第二输气管道210的邻近第一端的区域以及位于第二调压器220与天然气掺氢装置300之间的区域均设有第二温度变送器250、第二压力变送器260、第二压力表270和第二温度计280中的至少一者。如此，可以对第二输气管道210的邻近第一端的区域处的压力和/或流量进行检测，当然，还可以对位于第二调压器220与天然气掺氢装置300之间的区域进行压力和/或流量的检测，从而可以为控制压力和/或流量奠定基础。

一种较为具体的实施例中，第二输气管道210的邻近第一端的区域设有第二温度变送器250、第二压力变送器260、第二压力表270和第二温度计280，以检测入口氢气的压力和温度；并且，第二调压器220与天然气掺氢装置300之间的区域处设有第二温度变送器250、第二压力变送器260、第二压力表270和第二温度计280，以测量出口氢气的压力和温度。基于此，通过检测入口氢气和出口氢气的压力和温度，可以获得氢气压力和温度各自的变化，从而可以提高检测结果的准确性。

在一些实施例中，第一流量计130可以包括第一控制模块131、第一压力检测模块132和第一温度检测模块133，其中，第一压力检测模块132和第一温度检测模块133均与第一控制模块131信号连接，第一控制模块131与掺氢控制装置400信号连接。基于此，在第一输气管道110内输送天然气的过程中，第一压力检测模块132可以检测到天然气的压力参数，第一温度检测模块133可以检测到天然气的温度参数，且第一压力检测模块132将压力参数传输至第一控制模块131，第一温度检测模块133将温度参数传输至第一控制模块131，经过第一控制模块131分析处理后，得到修正后天然气的流量(可以是体积流量)，从而可以提高天然气的体积流量检测精度。

此处需要说明的是，第一流量计130可以具有压力检测端和温度检测端，压力检测端和温度检测端均设置于第一输气管道110，以分别检测第一输气管道110内的天然气的压力和温度；另外，第一控制模块131将压力参数和温度参数转换为流量参数的原理可参考现有技术，此处不作详细阐述。

同理，第二流量计230可以包括第二控制模块231、第二压力检测模块232和第二温度检测模块233，其中，第二压力检测模块232和第二温度检测模块233均与第二控制模块231信号连接，第二控制模块231与掺氢控制装置400信号连接。基于此，在第二输气管道210内输送氢气的过程中，第二压力检测模块232可以检测到氢气的压力参数，第二温度检测模块233可以检测到氢气的温度参数，且第二压力检测模块232将压力参数传输至第二控制模块231，第二温度检测模块233将温度参数传输至第二控制模块231，经过第二控制模块231分析处理后，得到修正后氢气的流量，从而可以提高氢气的流量检测精度。

此处需要说明的是，第二流量计230可以具有压力检测端和温度检测端，压力检测端和温度检测端均设置于第二输气管道210，以分别检测第二输气管道210内的氢气的压力和温度；另外，第二控制模块231将压力参数和温度参数转换为流量参数的原理可参考现有技术，此处不作详细阐述。

此处需要说明的是，当第二流量计230为质量流量计时，经过测量后氢气的质量流量可以通过第二控制模块231转换为氢气的体积流量，而具体的转换原理可参考现有技术，此处不作详细阐述。

为保障天然气输送安全，在一些实施例中，天然气输送管路100还可以包括第一安全管道181和第一安全阀182，其中，第一安全管道181的第一端连接于第一输气管道110，第一安全管道181的第二端用于排放天然气，第一安全阀182设置于第一安全管道181，以切换第一安全管道181的通断状态。可选地，第一安全阀182可以是泄压阀。

可选地，第一安全管道181的第一端可以连接在第一输气管道110的邻近第一端的区域，以保障天然气入口处的压力在安全范围内；第一安全管道181的第一端还可以连接在第一输气管道110的邻近第二端的区域，以保障天然气出口处的压力在安全范围内。

基于上述设置，当第一安全管道181中气体压力达到最大安全值时，第一安全阀182开启并对第一输气管道110进行排气泄压，以降低第一输气管道110中的气压，从而防止第一输气管道110中压力过大而造成安全事故，进而可以保证天然气输送管路100对氢气的安全平稳输送。

可选地，天然气掺氢系统还可以包括放散总管，第一安全管道181的第二端可以连接至放散总管，以将排出的天然气通过放散总管进行输送，从而可以将天然气按要求输送到指定位置，以便于储存或处理。

同理，为保障氢气输送安全，在一些实施例中，氢气输送管路200还可以包括第二安全管道291和第二安全阀292，其中，第二安全管道291的第一端连接于第二输气管道210，第二安全管道291的第二端用于排放天然气，第二安全阀292设置于第二安全管道291，以切换第二安全管道291的通断状态。可选地，第二安全阀292可以是泄压阀。

可选地，第二安全管道291的第一端可以连接在第二输气管道210的邻近第一端的区域，以保障氢气入口处的压力在安全范围内；第二安全管道291的第一端还可以连接在第二输气管道210的邻近第二端的区域，以保障氢气出口处的压力在安全范围内。

基于上述设置，当第二安全管道291中气体压力达到最大安全值时，第二安全阀292开启并对第二输气管道210进行排气泄压，以降低第二输气管道210中的气压，从而防止第二输气管道210中压力过大而造成安全事故，进而可以保证氢气输送管路200对氢气的安全平稳输送。

可选地，天然气掺氢系统还可以包括放散总管，第二安全管道291的第二端可以连接至放散总管，以将排出的氢气通过放散总管进行输送，从而可以将氢气按要求输送到指定位置，以便于储存或处理。

为了去除天然气中的杂质，一些实施例中，天然气输送管路100还可以包括第一过滤器191，第一过滤器191设置于第一输气管道110，并位于第一调压器120的上游，通过第一过滤器191可以对第一输气管道110中的天然气进行过滤，以去除天然气中夹杂的杂质，从而可以保证天然气的洁净度，以满足后端设备用气的需求。

进一步地，天然气输送管路100还可以包括第一差压变送器192，第一差压变送器192具有第一检测端和第二检测端，其中，第一检测端连接于第一输气管道110的位于第一过滤器191的上游的区域，第二检测端连接于第一输气管道110的位于第一过滤器191下游的区域。基于此，可以通过第一差压变送器192检测第一过滤器191前后两侧的压差，以防止压差过大而对过滤天然气中的杂质造成不利影响。

同理，为了去除氢气中的杂质，一些实施例中，天然气输送管路100还可以包括第二过滤器2101，第二过滤器2101设置于第二输气管道210，并位于第二调压器220的上游，通过第二过滤器2101可以对第二输气管道210中的氢气进行过滤，以去除氢气中夹杂的杂质，从而可以保证氢气的洁净度，以满足后端设备用气的需求。

进一步地，氢气输送管路200还可以包括第二差压变送器2102，第二差压变送器2102具有第一检测端和第二检测端，其中，第一检测端连接于第二输气管道210的位于第二过滤器2101的上游的区域，第二检测端连接于第二输气管道210的位于第二过滤器2101下游的区域。基于此，可以通过第二差压变送器2102检测第二过滤器2101前后两侧的压差，以防止压差过大而对过滤氢气中的杂质造成不利影响。

在一些实施例中，天然气输送管路100还可以包括第一切断阀1110，第一切断阀1110设置于第一输气管道110，并邻近于第一输气管道110的第一端设置。基于此，通过第一切断阀1110的开启或闭合可以实现对第一输气管道110的邻近第一端的区域进行连通或隔断，从而可以在天然气输送管路100出现泄漏时，能够通过第一切断阀1110对第一输气管道110进行及时切断，以防止天然气泄漏过多造成危险及能源浪费。

同理，氢气输送管路200还可以包括第二切断阀2210，第二切断阀2210设置于第二输气管道210，并邻近于第二输气管道210的第一端设置。基于此，通过第二切断阀2210的开启或闭合可以实现对第二输气管道210的邻近第一端的区域进行连通或隔断，从而可以在氢气输送管路200出现泄漏时，能够通过第二切断阀2210对第二输气管道210进行及时切断，以防止氢气泄漏过多造成危险及能源浪费，保障系统安全。

进一步地，天然气掺氢系统还可以包括报警装置500，该报警装置500及切断阀均与掺氢控制装置400信号连接。可选地，报警装置500可以为声光泄露报警器等。

具体为，第一切断阀1110和第二切断阀2210均与掺氢控制装置400信号连接，如此，在天然气输送管路100和/或氢气输送管路200发生泄露时，掺氢控制装置400向报警装置500以及第一切断阀1110和/或第二切断阀2210分别发送控制指令，以使报警装置500发出警报，与此同时，控制第一切断阀1110和/或第二切断阀2210紧急关闭，从而切断第一输气管道110和/或第二输气管道210，以避免天然气和/或氢气继续泄露而造成危险及能源浪费，保证系统安全。

另外，天然气输送管路100还可以包括第一充氮口1210，第一充氮口1210设置于第一输气管道110，并位于第一过滤器191的上游。基于此，可以通过第一充氮口1210进行置换空气，以满足实际工况需求。可选地，第一充氮口1210可以位于第一切断阀1110与第一过滤器191之间。

同理，氢气输送管路200还可以包括第二充氮口2310，第二充氮口2310设置于第二输气管道210，并位于第二过滤器2101的上游。基于此，可以通过第二充氮口2310进行置换空气，以满足实际工况需求。可选地，第二充氮口2310可以位于第二切断阀2210与第二过滤器2101之间。

为防止天然气回流，一些实施例中，天然气输送管路100还可以包括第一隔断阀1310和第一止回阀1410，其中，第一隔断阀1310和第一止回阀1410均设置于第一输气管道110，并位于第一流量计130与天然气掺氢装置300之间。基于此，经过第一调压器120进行压力调节后的天然气通过第一流量计130的计量后，经过第一隔断阀1310和第一止回阀1410后进入到天然气掺氢装置300中，而第一隔断阀1310可以对第一输气管道110进行隔断，第一止回阀1410可以防止天然气回流，如此，可以保证天然气按照预设方向流动而不会回流。

为防止氢气回流，一些实施例中，氢气输送管路200还可以包括第二隔断阀2410和第二止回阀2510，其中，第二隔断阀2410和第二止回阀2510均设置于第二输气管道210，并位于第二流量计230与天然气掺氢装置300之间。基于此，经过第二调压器220进行压力调节后的氢气通过第二流量计230的计量后，经过第二隔断阀2410和第二止回阀2510后进入到天然气掺氢装置300中，而第二隔断阀2410可以对第二输气管道210进行隔断，第二止回阀2510可以防止氢气回流，如此，可以保证氢气按照预设方向流动而不会回流。

在一些实施例中，氢气输送管路200还可以包括第一氢分析仪2610，第一氢分析仪2610设置于第二输气管道210，且第一氢分析仪2610与掺氢控制装置400信号连接。可选地，第一氢分析仪2610可以位于第二流量计230与天然气掺氢装置300之间，且邻近于第二输气管道210的第二端。

基于上述设置，可以通过第一氢分析仪2610对氢气输送管路200中的组分进行分析，并向掺氢控制装置400发送信号，以修正氢气的测量精度。

为了输送天然气与氢气混合后形成的混气，一些实施例中，天然气掺氢系统还可以包括混气输送管路600，其中，混气输送管路600包括第三输气管道610和静态混合器620，第三输气管道610的第一端与天然气掺氢装置300连接，第三输气管道610的第二端用于排出混气，静态混合器620设置于第三输气管道610。

基于上述设置，通过天然气掺氢装置300对通入的天然气和氢气进行初步混合，而经过初步混合后的混气通过第三输气管道610进行输送，且在输送过程中，通过静态混合器620进行充分地混合，以使天然气与氢气混合更加充分；混合后的混气可以经由第三输气管道610输送到所需位置，以便于为后端设备供气。

进一步地，混气输送管路600还可以包括烃分析仪630，烃分析仪630设置于第三输气管道610，并与掺氢控制装置400信号连接。可选地，烃分析仪630位于静态混合器620的下游。

另外，混气输送管路600还可以包括第二氢分析仪640，第二氢分析仪640设置于第三输气管道610，并与掺氢控制装置400信号连接。可选地，第二氢分析仪640可以位于烃分析仪630的下游。

基于上述设置，可以通过烃分析仪630和第二氢分析仪640中的至少一者对掺氢天然气中天然气和氢气的组分进行分析，以便于测量天然气掺氢的比例。如此，掺氢控制装置400可以根据烃分析仪630和第二氢分析仪640的检测结果动态修正输入至流量调节阀240的电信号，以保证天然气等比例掺氢的精度。

在一些实施例中，第一输气管道110的第一端可以与绝缘接头连接，以通过绝缘接头与天然气管网连接。另外，来自天然气管网的天然气的温度为T1，压力为P1，而经过第一调压器120调压后天然气的压力为P2，以便于满足掺氢需求。

在一些实施例中，第二输气管道210的第一端可以与氢气接驳器连接，以通过氢气接驳器与氢气管网连接。另外，来气氢气管网的氢气的温度为T3，压力为P3，而经过第二调压器220调压后氢气的压力为P4，且满足P2+50KPa≤P4≤P2+100KPa。

本申请实施例中，在天然气调压计量流程中，根据分布于第一输气管道110不同位置的多个第一压力变送器150和第一温度变送器140，以及第一流量计130的第一控制模块131和第一压力检测模块132(绝对压力检测)，分别获得天然气的压力、温度、体积流量参数，并反馈至掺氢控制装置400，用于与天然气中掺入氢气的体积流量进行对比。

在氢气调压计量流程中，根据分布于第二输气管道210不同位置的多个第二压力变送器260和第二温度变送器250，以及第二流量计230的第二控制模块231和第二压力检测模块232(绝对压力检测)，分布获得氢气的压力、温度、体积流量参数，并反馈至掺氢控制装置400，用于按照预设比例控制天然气中掺入氢气的体积流量。

一种较为具体的实施例中，可以等比例控制天然气中掺入氢气的体积流量，以满足某种工况需求。

基于上述设置，将天然气的体积流量与氢气的体积流量进行等比例计算后，由掺氢控制装置400控制流量调节阀240的开度，以使进入到天然气掺氢装置300内的氢气的体积流量与天然气的体积流量成一定比例进行初步混合，而混合后的掺氢天然气可以经过静态混合器620进行进一步充分混合，以便于为后端设备供气。

综上所述，本申请实施例中，通过对天然气及氢气进行调压、计量、检测和处理，可以实现在天然气管道中的天然气与氢气均匀掺混；且通过压力、流量、温度等检测元件的信号上传至掺氢控制装置400，通过掺氢控制装置400输出信号并控制流量调节阀240调节天然气中应掺入氢气的体积流量，以实现天然气等比例掺氢；通过天然气掺氢，可以提高氢能的利用率，且降低碳排放。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (11)

1.一种天然气掺氢系统，其特征在于，包括：天然气输送管路(100)、氢气输送管路(200)、天然气掺氢装置(300)和掺氢控制装置(400)；

所述天然气输送管路(100)包括第一输气管道(110)、第一调压器(120)和第一流量计(130)，所述第一输气管道(110)的第一端用于接收天然气，所述第一输气管道(110)的第二端与所述天然气掺氢装置(300)连接，所述第一调压器(120)和所述第一流量计(130)沿天然气的输送方向依次设置于所述第一输气管道(110)；

所述氢气输送管路(200)包括第二输气管道(210)、第二调压器(220)、第二流量计(230)和流量调节阀(240)，所述第二输气管道(210)的第一端用于接收氢气，所述第二输气管道(210)的第二端与所述天然气掺氢装置(300)连接，所述第二调压器(220)、所述第二流量计(230)及所述流量调节阀(240)沿氢气的输送方向依次设置于所述第二输气管道(210)；

所述第一调压器(120)、所述第一流量计(130)、所述第二调压器(220)、所述第二流量计(230)、所述流量调节阀(240)和所述天然气掺氢装置(300)均与所述掺氢控制装置(400)信号连接。

2.根据权利要求1所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述天然气输送管路(100)和所述氢气输送管路(200)均包括温度变送器、压力变送器、压力表和温度计；

所述第一输气管道(110)的邻近第一端的区域以及位于所述第一调压器(120)与所述天然气掺氢装置(300)之间的区域均设有所述温度变送器、所述压力变送器、所述压力表和所述温度计中的至少一者；

所述第二输气管道(210)的邻近第一端的区域以及位于所述第二调压器(220)与所天然气掺氢装置(300)之间的区域均设有所述温度变送器、所述压力变送器、所述压力表和所述温度计中的至少一者。

3.根据权利要求1或2所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述第一流量计(130)和所述第二流量计(230)均包括控制模块、压力检测模块和温度检测模块；

所述压力检测模块和所述温度检测模块均与所述控制模块信号连接，所述控制模块与所述掺氢控制装置(400)信号连接。

4.根据权利要求1所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述天然气输送管路(100)和所述氢气输送管路(200)均包括安全管道和安全阀；

所述安全管道的第一端连接于所述第一输气管道(110)或所述第二输气管道(210)，所述安全管道的第二端用于排放天然气或氢气，所述安全阀设置于所述安全管道，以切换所述安全管道的通断状态。

5.根据权利要求1所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述天然气输送管路(100)和所述氢气输送管路(200)均包括过滤器和差压变送器；

所述过滤器设置于所述第一输气管道(110)或所述第二输气管道(210)，并位于所述第一调压器(120)或所述第二调压器(220)的上游；

所述差压变送器具有第一检测端和第二检测端，所述第一检测端连接于所述第一输气管道(110)的位于所述过滤器上游的区域，所述第二检测端连接于所述第一输气管道(110)的位于所述过滤器下游的区域。

6.根据权利要求5所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述天然气输送管路(100)和所述氢气输送管路(200)均包括切断阀，所述切断阀设置于所述第一输气管道(110)或所述第二输气管道(210)，并邻近于所述第一输气管道(110)的第一端或所述第二输气管道(210)的第一端设置；

和/或，所述天然气输送管路(100)和所述氢气输送管路(200)均包括充氮口，所述充氮口设置于所述第一输气管道(110)或所述第二输气管道(210)，并位于所述过滤器的上游。

7.根据权利要求6所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述天然气掺氢系统还包括报警装置(500)；

所述报警装置(500)及所述切断阀均与所述掺氢控制装置(400)信号连接。

8.根据权利要求1所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述天然气输送管路(100)和所述氢气输送管路(200)均包括隔断阀和止回阀；

所述隔断阀和止回阀均设置于所述第一输气管道(110)或所述第二输气管道(210)，并位于所述第一流量计(130)与所述天然气掺氢装置(300)之间，或位于所述第二流量计(230)与所述天然气掺氢装置(300)之间。

9.根据权利要求1所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述氢气输送管路(200)还包括第一氢分析仪(2610)；

所述第一氢分析仪(2610)设置于所述第二输气管道(210)，且所述第一氢分析仪(2610)与所述掺氢控制装置(400)信号连接。

10.根据权利要求1所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述天然气掺氢系统还包括混气输送管路(600)；

所述混气输送管路(600)包括第三输气管道(610)和静态混合器(620)，所述第三输气管道(610)的第一端与所述天然气掺氢装置(300)连接，所述第三输气管道(610)的第二端用于排出天然气掺氢后形成的混气，所述静态混合器(620)设置于所述第三输气管道(610)。

11.根据权利要求10所述的天然气掺氢系统，其特征在于，所述混气输送管路(600)还包括烃分析仪(630)和/或第二氢分析仪(640)；

所述烃分析仪(630)和/或所述第二氢分析仪(640)设置于所述第三输气管道(610)，并与所述掺氢控制装置(400)信号连接。

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