[发明专利]一种中低压含氢管道实验系统及方法

说明书

本公开提供了一种中低压含氢管道实验系统及方法，包括：掺混装置、中低压试验管道、控制终端以及与控制终端连接的终端测试元件；掺混装置包括多个输入端口，至少一个第一输入端口与氢气源连通，至少一个第二输入端口与非氢气源连通，掺混装置的输出端口通过中低压试验管道与终端测试元件连通；掺混装置的输出端口处设有与控制终端连接的氢气浓度检测元件，中低压试验管道连接有至少一个与控制终端连接的传感元件，控制终端根据氢气浓度检测结果进行掺混装置的压力和/或流量控制以及各个气源的出口压力和/或流量控制；能够更高效的进行纯氢管道以及掺氢管道的掺混、流动和利用实验。

技术领域

本公开涉及氢能利用技术领域，特别涉及一种中低压含氢管道实验系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

由于氢能来源广泛、清洁低碳，高效灵活，在推动全球能源转型、实现绿色可持续发展的过程中扮演关键角色。氢气输送是氢能利用的重要环节，其远距离输送问题受到广泛关注。目前氢气主要是以高压氢瓶长管拖车输送、液氢槽罐车输送和液氢驳船输送等，但这些方法储运成高，效率低，难以解决氢气的长距离、大规模、低成本输送难题。因此，在目前氢气输配基础设施还不完善的条件下，将氢气以一定比例掺入天然气，利用现有的天然气管网混输氢气或运输纯氢是一种向氢能源过渡的可行方式。近年来，国多内外学者一直在研究如何利用已有的现役天然气管网输送氢气，以减少温室气体的排放，提高氢气输送效率。根据调研，现阶段国内外涉及氢气管道输送工艺流程的专利主要有：

发明人发现，现有的专利对氢气的生产、储存与利用大都采用制氢装置产生氢气，对含氢管道输送技术的研究缺乏实验平台与系统，无法实现氢气与非氢气体的混合传输实验，不能根据传输末端的探测结果进行供气压力和供气量的调节。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种中低压含氢管道实验系统及方法，实现了纯氢管道以及掺氢管道的掺混、流动和利用的更高效实验。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种中低压含氢管道实验系统。

一种中低压含氢管道实验系统，包括：掺混装置、中低压试验管道、控制终端以及与控制终端连接的终端测试元件；

掺混装置包括多个输入端口，至少一个第一输入端口与氢气源连通，至少一个第二输入端口与非氢气源连通，掺混装置的输出端口通过中低压试验管道与终端测试元件连通；

掺混装置的输出端口处设有与控制终端连接的氢气浓度检测元件，中低压试验管道连接有至少一个与控制终端连接的传感元件，控制终端根据氢气浓度检测结果进行各个气源的出口压力和/或流量控制。

进一步的，传感元件至少包括流量计、压力传感器和温度传感器。

进一步的，中低压试验管道铺设于管沟内，管沟上方开敞或放置带有泄压孔的混凝土板。

进一步的，中低压试验管道的末端设置放空阀。

进一步的，终端测试元件至少包括火焰浓度探测器、高速摄像仪、燃烧产物分析仪和热辐射仪。

进一步的，中低压试验管道为钢管或者非金属管。

进一步的，非氢气源至少包括天然气，天然气罐的输出端口与第二输入端口连通。

进一步的，非氢气源还包括氮气或者二氧化碳或者一氧化碳，非氢气源罐体的输出端口与第二输入端口连通。

本公开第二方面提供了一种中低压含氢管道实验方法，利用本公开第一方面所述的中低压含氢管道实验系统，包括以下过程：

控制终端向氢气源存储装置和非氢气源存储装置下发放气指令；