CN210687796U - 一种氢混天然气输送管道的安全检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢混天然气输送管道的安全检测装置，包括采用与氢混天然气输气管道材质相同的材料制备的氢气收集管体（1），氢气收集管体（1）两端设有连接法兰（2），氢气收集管体（1）外周位于两个连接法兰（2）之间设有介质储存壳体（5），介质储存壳体（5）上设有介质进口（6）和介质出口（7）；氢气收集管体（1）内两端分别设有支撑架Ⅰ（10）和支撑架Ⅱ（11），所述支撑架Ⅰ（10）和支撑架Ⅱ（11）之间安装有加热板（12）；氢气收集管体（1）上安装热电偶温度计（13），加热板（12）和热电偶温度计（13）连接PLC温度控制系统（14）。本实用新型设计合理，具有很好的实际应用及推广价值。

Description

一种氢混天然气输送管道的安全检测装置

技术领域

本实用新型涉及天然气输送领域，具体是一种氢混天然气输送管道的安全检测装置，利用氢气收集器收集检测装置释放出来的扩散氢，利用采样袋采集氢气收集器中的含氢气体，并利用气相色谱仪分析氢气含量，从而确定输气管道是否具有氢脆危险。

背景技术

氢气是一种极易燃烧，且燃烧过程中不产生二氧化碳的优质清洁能源。大力推广氢能的全产业链应用，在全世界范围内已得到业内人士的广泛认同。加氢站建设与运行在氢能利用过程中起着十分重要的作用，我国在运行的加氢站，大多采用氢气长管拖车运输氢气。随着氢能产业的不断发展，氢气的用量也在不断攀升，长管拖车已难以满足氢气的用量需求，降低氢气运输成本成为了人类亟需解决的问题。将氢气惨混到现有天然气管道内运输，不仅能够降低运输成本，而且运输过程受环境影响小，部分国家已经开始了将氢气掺混到天然气管道的工程应用。由于氢气能溶于部分金属材料，使金属材料产生严重脆化，对运输氢气的管道带来安全隐患，目前缺乏检测混输管道中氢含量数据的装置和方法，严重制约了管道输氢产业的进一步推广应用。为解决混输管道中扩散氢含量检测装置缺乏，混输管道存在氢脆安全隐患的问题，开发一种能够快速高效获取混输管道中扩散氢含量数据，确定混输管道是否具有氢脆危险的安全检测装置具有重要的安全意义和研究价值。

发明内容

本实用新型为了解决混输管道中扩散氢含量检测装置缺乏，混输管道存在氢脆安全隐患的问题，提供了一种可行的利用氢气收集器收集检测装置释放出来的扩散氢，利用采样袋采集氢气收集器中的含氢气体，并利用气相色谱仪分析扩散氢含量，从而确定输气管道是否具有氢脆危险的装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种氢混天然气输送管道的安全检测装置，包括采用与氢混天然气输气管道材质相同的材料制备的氢气收集管体，所述氢气收集管体两端设有连接法兰，所述氢气收集管体外周位于两个连接法兰之间设有介质储存壳体，所述介质储存壳体上设有介质进口和介质出口；所述氢气收集管体内两端分别设有支撑架Ⅰ和支撑架Ⅱ，所述支撑架Ⅰ和支撑架Ⅱ之间安装有加热板；所述氢气收集管体上安装热电偶温度计，所述加热板和热电偶温度计连接PLC温度控制系统；位于一端的连接法兰设有用于氩气通入氢气收集管体内的氩气进口管路，所述氩气进口管路安装氩气进口阀门，位于另一端的连接法兰设有用于氩气流出氢气收集管体的氩气进口管路，所述氩气出口管路安装氩气出口阀门；位于一端的连接法兰通过截止阀Ⅰ与一侧的氢混天然气输气主管道连接，位于另一端的连接法兰通过截止阀Ⅱ与另一侧的氢混天然气输气主管道连接。

进一步的，为了在检测时不影响正常输送，位于截止阀Ⅰ和截止阀Ⅱ外设有氢混天然气输气支管道，所述氢混天然气输气支管道一端通过截止阀Ⅲ与一侧的氢混天然气输气主管道连接，所述氢混天然气输气支管道另一端通过截止阀Ⅳ与另一侧的氢混天然气输气主管道连接。

上述氢混天然气输送管道的安全检测装置通过氢气收集管体收集检测装置管道释放出来的扩散氢，利用采样袋采集氢气收集器中的含氢气体，并利用气相色谱仪分析氢气含量，从而确定输气管道是否具有氢脆危险。具体实施时，正常情况下，截止阀Ⅰ和截止阀Ⅱ开启，截止阀Ⅲ和截止阀Ⅳ关闭，该安全检测装置作为氢混天然气管道的一部分，正常进行输送。检测开始时，关闭截止阀Ⅰ和截止阀Ⅱ，打开截止阀Ⅲ和截止阀Ⅳ，确保输气管道正常运行。氢气收集管体用来收集管体释放出来的扩散氢，其材质和参数与氢混天然气输气管道相同，氢气收集管体外套装介质储存壳体，介质储存壳体用来储存甘油或其它符合要求的介质，其目的是阻止扩散氢直接扩散到外界环境中。收集扩散氢前，同时打开氩气进口阀门和氩气出口阀门，用氩气对氢气收集管体内进行吹扫，吹扫完成后在收集器内充入一定量的氩气，同时关闭氩气进口阀门和氩气出口阀门。加热板为安全检测装置提供恒温热源。热电偶温度计与加热板通过PLC温度控制系统连接在一起，氢气收集管体在45℃温度下静置72小时，待扩散氢完全收集后，利用采样袋在氩气出口位置采集氢气收集管体中的含氢气体，并利用气相色谱仪分析混合气中的氢气含量，通过氩气含量计算出扩散氢的总量，从而确定输气管道是否具有氢脆危险。

本实用新型所述的氢混天然气输送管道安全检测装置具有如下优点：

1、利用氢气收集管体收集检测装置释放出来的扩散氢，氢气收集管体与混输气管道、混输气备用管道具有相同的材质和参数，安全检测时，安全检测装置两侧阀门关闭，备用混输气管道两侧阀门开启；正常运行时，安全检测装置两侧阀门开启，备用混输气管道两侧阀门关闭，确保备用混输管道处于无氢环境中。扩散氢收集过程中，不用拆卸安全检测装置，也不影响整个管道的正常运行，具有数据可靠、检测效率高的优点。

2、该安全检测装置在测定扩散氢含量时，采用气相色谱法测定扩散氢含量，具有数据准确、稳定性好的优点，氢气收集器中扩散氢含量数据能确定混输管道是否具有氢脆危险。

本实用新型设计合理，具有很好的实际应用及推广价值。

附图说明

图1表示本实用新型的结构示意图。

图中：1-氢气收集管体，2-法兰，3-截止阀Ⅰ，4-截止阀Ⅱ，5-介质（甘油）储存壳体，6-介质（甘油）进口，7-介质（甘油）出口，8-氩气进口阀门，9-氩气出口阀门，10-支撑架Ⅰ，11-支撑架Ⅱ，12-加热板，13-热电偶温度计，14-PLC温度控制系统，15-截止阀Ⅲ，16-截止阀Ⅳ，17-氢混天然气输气支管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

一种氢混天然气输送管道的安全检测装置，如图1所示，包括氢气收集管体1，氢气收集管体1是采用与氢混天然气输气管道材质相同的材料制备而成，氢气收集管体1两端安装有连接法兰2，氢气收集管体1外周位于两个连接法兰2之间设有介质储存壳体5，介质储存壳体5用来储存甘油或其它符合要求的介质，其目的是阻止扩散氢直接扩散到外界环境中。介质储存壳体5上表面设有介质进口6、其下表面设有介质出口7。氢气收集管体1内两端分别设有支撑架Ⅰ10和支撑架Ⅱ11，支撑架Ⅰ10和支撑架Ⅱ11之间安装有加热板12；氢气收集管体1上安装热电偶温度计13，该热电偶温度计13穿过连接法兰后伸入氢气收集管体1内测量温度。加热板12和热电偶温度计13连接PLC温度控制系统14。位于一端的连接法兰2内设有用于氩气通入氢气收集管体内的氩气进口管路，氩气进口管路安装氩气进口阀门8，位于另一端的连接法兰2设有用于氩气流出氢气收集管体的氩气出口管路，该氩气出口管路安装氩气出口阀门9。位于一端的连接法兰2通过截止阀Ⅰ3与一侧的氢混天然气输气主管道连接，位于另一端的连接法兰2通过截止阀Ⅱ4与另一侧的氢混天然气输气主管道连接。位于截止阀Ⅰ3和截止阀Ⅱ4外另设有氢混天然气输气支管道17，氢混天然气输气支管道17一端通过截止阀Ⅲ15与一侧的氢混天然气输气主管道连接，氢混天然气输气支管道17另一端通过截止阀Ⅳ16与另一侧的氢混天然气输气主管道连接。

该安全检测装置利用氢气收集器收集检测装置管道释放出来的扩散氢，利用采样袋采集氢气收集器中的含氢气体，并利用气相色谱仪分析氢气含量，从而确定输气管道是否具有氢脆危险。具体为，一般情况下，氢混天然气输送管道采用地下输送，可以将该安全检测装置位于检修窨井中。安全检测装置的旁路管道（氢混天然气输气支管道17）上设有截止阀Ⅲ15和截止阀Ⅳ16，正常情况下，截止阀Ⅰ和截止阀Ⅱ开启，截止阀Ⅲ和截止阀Ⅳ关闭，该安全检测装置作为氢混天然气管道的一部分，正常进行输送。检测开始时，关闭截止阀Ⅰ和截止阀Ⅱ，打开截止阀Ⅲ和截止阀Ⅳ，确保输气管道正常运行。氢气收集管体1用来收集管体释放出来的扩散氢，氢气收集管体呈空心圆柱结构，其材质和参数与氢混天然气输气管道相同，氢气收集管体一端通过设有连接法兰2与氢混输气主管道上的截止阀Ⅰ3相连接，氢气收集管体1另一端通过设有连接法兰2与截止阀Ⅱ4相连接。氢气收集管体外套装介质（甘油）储存壳体5，介质储存壳体用来储存甘油或其它符合要求的介质，其目的是阻止扩散氢直接扩散到外界环境中，介质储存壳体5上部设有介质进（液）口6，下部设有介质出（排液）口7。氢气收集管体两端的连接法兰分别设有氩气进口管路（设有氩气进口阀门8）和氩气出口管路（设有氩气出口阀门9），收集扩散氢前，同时打开氩气进口阀门8和氩气出口阀门9，用氩气对氢气收集管体内进行吹扫，吹扫完成后在收集器内充入一定量的氩气，同时关闭氩气进口阀门8和氩气出口阀门9。氢气收集管体内两端还分别设有支撑架Ⅰ10和支撑架Ⅱ11，用来支撑加热板12，加热板呈螺旋状均匀分布在氢气收集管体内，为安全检测装置提供恒温热源。氢气收集管体内安装有热电偶温度计13，热电偶温度计13与加热板12通过PLC温度控制系统14连接在一起，氢气收集管体在45℃温度下静置72小时，待扩散氢完全收集后，利用采样袋在氩气出口位置（可同时用于气体采样）采集氢气收集管体中的含氢气体，并利用气相色谱仪分析混合气中的氢气含量，通过氩气含量计算出扩散氢的总量，从而确定输气管道是否具有氢脆危险。

该安全检测装置在测定扩散氢含量时，不影响整个管道的正常运行，采用气相色谱法测定扩散氢含量，具有数据准确、稳定性好的优点，能够及时检测出混输管道是否具有氢脆危险。

以上仅为本实用新型的较佳实例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神及原则之内的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种氢混天然气输送管道的安全检测装置，其特征在于：包括采用与氢混天然气输气管道材质相同的材料制备的氢气收集管体（1），所述氢气收集管体（1）两端设有连接法兰（2），所述氢气收集管体（1）外周位于两个连接法兰（2）之间设有介质储存壳体（5），所述介质储存壳体（5）上设有介质进口（6）和介质出口（7）；所述氢气收集管体（1）内两端分别设有支撑架Ⅰ（10）和支撑架Ⅱ（11），所述支撑架Ⅰ（10）和支撑架Ⅱ（11）之间安装有加热板（12）；所述氢气收集管体（1）上安装热电偶温度计（13），所述加热板（12）和热电偶温度计（13）连接PLC温度控制系统（14）；位于一端的连接法兰（2）设有用于氩气通入氢气收集管体内的氩气进口管路，所述氩气进口管路安装氩气进口阀门（8），位于另一端的连接法兰（2）设有用于氩气流出氢气收集管体的氩气出口管路，所述氩气出口管路安装氩气出口阀门（9）；位于一端的连接法兰（2）通过截止阀Ⅰ（3）与一侧的氢混天然气输气主管道连接，位于另一端的连接法兰（2）通过截止阀Ⅱ（4）与另一侧的氢混天然气输气主管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种氢混天然气输送管道的安全检测装置，其特征在于：位于截止阀Ⅰ（3）和截止阀Ⅱ（4）外设有氢混天然气输气支管道（17），所述氢混天然气输气支管道（17）一端通过截止阀Ⅲ（15）与一侧的氢混天然气输气主管道连接，所述氢混天然气输气支管道（17）另一端通过截止阀Ⅳ（16）与另一侧的氢混天然气输气主管道连接。

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