一种适用于燃机的天然气掺氢系统的制作方法

本技术涉及燃机发电及氢利用，特别是一种适用于燃机的天然气掺氢系统。

背景技术：

1、氢能源作为一种高效、清洁、可持续的能源已得到世界各国的普遍关注。氢能作为推动全球能源转型的一种可行性技术路线，逐渐成为世界能源领域的关注重点，近年来，国外一些国家已在氢能应用领域建立了一系列的示范运行线，一些技术的成熟度已达到商业化水准。我国也在国民经济和社会发展计划的主要任务中，首次提出要制定国家氢能产业发展战略规划。但是现有的掺氢燃烧技术存在不足：

2、1、目前内燃机掺氢燃烧发电系统处于起步阶段，配套的内燃机掺氢燃烧系统也尚处于初步设计阶段，传统的在内燃机进气阀组后进气管道上进行天然气与氢气进行掺混，混合效果不理想；

3、2、同时未考虑绿电制氢系统的间歇性问题，制氢系统出力大时，可能造成氢能浪费，制氢系统出力小时，又供氢不足，无法根据系统需要自由调节掺氢比例，并且当氢气不足时，系统无法直接切换到纯天然气燃烧。

4、3、因为氢气和天然气都是属于易燃气体，当工作设备故障、氢气和天然气停止掺混时，管道内可能会残存大量可燃气体，容易引发安全事故，不利于工作人员检修。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于燃机的天然气掺氢系统，以解决无法根据系统需要自由调节掺氢比例的技术问题。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种适用于燃机的天然气掺氢系统，包括通过主管道依次连接的卸气柱、氢气减压单元以及氢气混氢单元，所述卸气柱包括充氮管和充氢气管，充氮管和充氢气管的输出端通过管道与氢气减压单元的输入端连接，所述氢气混氢单元包括混气罐和与混气罐输入端连接的氢气输入管和天然气输入管，所述氢气输入管与主管道连通，氢气输入管和天然气输入管上设有流量调节件，所述流量调节件与控制柜电连接，混气罐的输出端与燃机前置模块连接。

4、上述
技术实现要素：
中，进一步的，所述卸气柱内的充氮管和充氢气管汇聚到第一管道，所述第一管道上依次设有放空阀、减压阀、电磁阀以及氢气手动开关，所述充氮管上设有充氮阀、安全阀以及逆止阀。

5、上述实用新型内容中，进一步的，所述卸气柱内设有第二管道，所述第二管道与第一管道设置相同。

6、上述实用新型内容中，进一步的，所述氢气减压单元的输入端连接有四个相同的卸气柱，所述四个卸气柱的充氮管均与第一氮气疏散管连通，所述第一氮气疏散管的输入端与氮气集装格连通，第一氮气疏散管的输出端与集中放空管连通，所述主管道上设有多根放散管，所述放散管的一端均与氢气集中放空管连接。

7、上述实用新型内容中，进一步的，所述氢气减压单元包括与主管道连通的多根并列设置的减压管道和依次设置在多根减压管道上的高压侧球阀、减压阀、低压安全阀、以及放散阀。

8、上述实用新型内容中，进一步的，所述混气罐的输入端连接有多根并列设置的氢气输入管，所述流量调节件包括依次设置在多根氢气输入管上的开关阀、流量计、流量调节阀，所述流量计和流量调节阀与控制柜电连接，流量调节件还包括设置在天然气输入管上的体积修正仪，所述体积修正仪与控制柜电连接。

9、上述实用新型内容中，进一步的，所述流量调节件还包括设置在混气罐输出端的氢气分析仪，所述氢气分析仪与控制柜电连接。

10、上述实用新型内容中，进一步的，与混气罐输出端连接的管道上设有单向阀和截止阀。

11、上述实用新型内容中，进一步的，所述氮气集装格上还设有第二氮气疏散管，所述第二氮气疏散管分别与主管道、氢气减压单元以及氢气混氢单元连通，氮气集装格的输出端设有放空阀、安全阀、减压阀和主气阀。

12、上述实用新型内容中，进一步的，所述天然气输入管的输入端还通过旁路输入管道直接与燃机前置模块连接。

13、本实用新型的有益效果是：

14、本实用新型在天然气输入管和氢气输入管上都设有流量调节件，通过流量调节件来控制天然气和氢气的输入量，使其充分混合，提高燃烧效率、有效降低排放污染、改善环境质量。

15、天然气输入管的输入端还通过旁路输入管道直接与燃机前置模块连接，当氢气不足时，系统可直接通过旁路输入管道切换到纯天然气供给燃烧。

16、本实用新型还设有氮气疏散管、放散管和氢气集中放空管，当需要检修时，将氮气通过氮气疏散管对主管道以及氢气减压单元和混氢dna内的管道汇总含有的氢气或天然气进行吹扫，再通过放散管和氢气集中放空管将其排出管道内。

技术特征：

1.一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，包括通过主管道依次连接的卸气柱（1）、氢气减压单元（2）以及氢气混氢单元（3），所述卸气柱（1）包括充氮管（101）和充氢气管（102），充氮管（101）和充氢气管（102）的输出端通过管道与氢气减压单元（2）的输入端连接，所述氢气混氢单元（3）包括混气罐（4）和与混气罐（4）输入端连接的氢气输入管（301）和天然气输入管（305），所述氢气输入管（301）与主管道连通，氢气输入管（301）和天然气输入管（305）上设有流量调节件（6），所述流量调节件（6）与控制柜（5）电连接，混气罐（4）的输出端与燃机前置模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，所述卸气柱（1）内的充氮管（101）和充氢气管（102）汇聚到第一管道（103），所述第一管道（103）上依次设有放空阀、减压阀、电磁阀以及氢气手动开关（104），所述充氮管（101）上设有充氮阀、安全阀以及逆止阀。

3.根据权利要求2所述的一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，所述卸气柱（1）内设有第二管道（105），所述第二管道（105）与第一管道（103）设置相同。

4.根据权利要求3所述的一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，所述氢气减压单元（2）的输入端连接有四个相同的卸气柱（1），所述四个卸气柱（1）的充氮管（101）均与第一氮气疏散管（7）连通，所述第一氮气疏散管（7）的输入端与氮气集装格（11）连通，第一氮气疏散管（7）的输出端与集中放空管（9）连通，所述主管道上设有多根放散管（10），所述放散管（10）的一端均与氢气集中放空管（9）连接。

5.根据权利要求4所述的一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，所述氢气减压单元（2）包括与主管道连通的多根并列设置的减压管道（201）和依次设置在多根减压管道（201）上的高压侧球阀（202）、减压阀、低压安全阀（203）、以及放散阀（204）。

6.根据权利要求1所述的一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，所述混气罐（4）的输入端连接有多根并列设置的氢气输入管（301），所述流量调节件（6）包括依次设置在多根氢气输入管（301）上的开关阀（302）、流量计（303）、流量调节阀（304），所述流量计（303）和流量调节阀（304）与控制柜（5）电连接，流量调节件（6）还包括设置在天然气输入管（305）上的体积修正仪（14），所述体积修正仪（14）与控制柜（5）电连接。

7.根据权利要求6所述的一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，所述流量调节件（6）还包括设置在混气罐（4）输出端的氢气分析仪（12），所述氢气分析仪（12）与控制柜（5）电连接。

8.根据权利要求7所述的一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，与混气罐（4）输出端连接的管道上设有单向阀和截止阀。

9.根据权利要求4所述的一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，所述氮气集装格（11）上还设有第二氮气疏散管（8），所述第二氮气疏散管（8）分别与主管道、氢气减压单元（2）以及氢气混氢单元（3）连通，氮气集装格（11）的输出端设有放空阀、安全阀、减压阀和主气阀。

10.根据权利要求1所述的一种适用于燃机的天然气掺氢系统，其特征在于，所述天然气输入管（305）的输入端还通过旁路输入管道（13）直接与燃机前置模块连接。

技术总结
本技术公开了一种适用于燃机的天然气掺氢系统，包括通过主管道依次连接的卸气柱、氢气减压单元以及氢气混氢单元，所述卸气柱包括充氮管和充氢气管，充氮管和充氢气管的输出端通过管道与氢气减压单元的输入端连接，所述氢气混氢单元包括混气罐和与混气罐输入端连接的氢气输入管和天然气输入管，所述氢气输入管与主管道连通，氢气输入管和天然气输入管上设有流量调节件，所述流量调节件与控制柜电连接，混气罐的输出端与燃机前置模块连接。将氢能利用与内燃机发电系统结合起来，可以提高燃烧效率、有效降低排放污染、改善环境质量。

技术研发人员：刘泽海,王敏,盖晓红,徐雄威,王庆明
受保护的技术使用者：国家电投集团荆门绿动能源有限公司
技术研发日：20221229
技术公布日：2024/1/13