一种掺氢天然气喷射火实验装置的制作方法

本技术属于油气安全，特别是一种掺氢天然气喷射火实验装置。

背景技术：

1、氢气是一种电转化率高、可储存、绿色低碳、单位质量热值高的二次能源，但面临着大规模运输成本高的问题。将一定比例的氢气掺入天然气中，利用现有天然气管道进行掺氢天然气的输运是实现氢能大规模使用的可行途径。

2、天然气掺入氢气后，燃烧范围更宽，点火能更低，燃烧速度更快，如果发生掺氢天然气管道泄漏并存在点火源，可能会引发喷射火等掺氢天然气事故，不同掺氢比例、管道压力或气体流量的掺氢天然气喷射火事故后果不同。

3、因此，亟需一种能够改变掺氢比例、管道压力或气体流量等影响因素的掺氢天然气喷射火实验装置，对掺氢天然气喷射火事故后果进行更深入的研究。

技术实现思路

1、本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种掺氢天然气喷射火实验装置。

2、本实用新型所采用的技术方案是：一种掺氢天然气喷射火实验装置，该掺氢天然气喷射火实验装置主要由天然气掺氢控制装置和气体喷射火装置两部分组成，天然气掺氢控制装置部分包括高压氮气瓶（1）、高压天然气瓶（2）、高压氢气瓶（3）、气体回收瓶（4）、氮气瓶开关阀（5）、天然气瓶开关阀（6）、氢气瓶开关阀（7）、喷气装置开关阀（8）、掺氢天然气止回阀（9）、氮气止回阀（10）、回收气体止回阀（11）、天然气减压阀（12）、氢气减压阀（13）、天然气流量控制器（14）、氢气流量控制器（15）、气体掺混装置（16）、气体增压装置（17）、数据采集仪（18）、流量计（19）、压力表（20），气体喷射火装置部分包括射流喷嘴（21）、标尺（22）、热电偶（23）、相机（24）、电火花点火装置（25）、回收气体开关阀（26），其特征在于：高压天然气瓶（2）通过管道依次连接天然气瓶开关阀（6）、天然气减压阀（12）、天然气流量控制器（14），最终连接气体掺混装置（16）主气体管道，向气体掺混装置输入定量天然气。

3、高压氢气瓶（3）通过管道依次连接氢气瓶开关阀（7）、氢气减压阀（13）、氢气流量控制器（15），最终连接气体掺混装置（16）附气体管道，向气体掺混装置输入定量氢气。

4、气体掺混装置（16）掺混气体出气端安装掺氢天然气止回阀（9），经管道连接气体增压装置（17），对混合好的掺氢天然气进行加压。

5、高压氮气瓶（1）通过管道依次连接氮气瓶开关阀（5）、氮气止回阀（10），而后接入掺氢天然气止回阀（9）与气体增压装置（17）之间相连的管道，用于进行氮气吹扫以排出装置中的杂质气体并进行气密性检测。

6、气体增压装置（17）出气端依次连接流量计（19）、压力表（20），并通过数据采集仪（18）监测掺氢天然气流量、压力数据。

7、流量计（19）经管道连接喷气装置开关阀（8），用于启闭气体喷射火装置；管道分支连接回收气体开关阀（26）和回收气体止回阀（11）并接入气体回收瓶（4），用于废气回收。

8、天然气掺氢控制装置管道末端安装射流喷嘴（21），射流喷嘴前端安装电火花点火装置，用于对射流气体点火形成喷射火焰。

9、沿射流喷嘴（21）气体喷出方向安装多个热电偶（23），用于测量不同位置的热辐射强度，同时在正下方设置标尺（22）用于观察喷射火长度。

10、侧对喷射火焰位置安装相机（24），用于记录实验现象。

11、有益效果：该掺氢天然气喷射火实验装置能够依据实验需要调节掺氢比例、管道压力、气体流量等影响参数，实现不同实验工况的设置，有利于进一步研究掺氢天然气喷射火事故后果。

技术特征：

1.一种掺氢天然气喷射火实验装置，该掺氢天然气喷射火实验装置主要由天然气掺氢控制装置和气体喷射火装置两部分组成，天然气掺氢控制装置部分包括高压氮气瓶（1）、高压天然气瓶（2）、高压氢气瓶（3）、气体回收瓶（4）、氮气瓶开关阀（5）、天然气瓶开关阀（6）、氢气瓶开关阀（7）、喷气装置开关阀（8）、掺氢天然气止回阀（9）、氮气止回阀（10）、回收气体止回阀（11）、天然气减压阀（12）、氢气减压阀（13）、天然气流量控制器（14）、氢气流量控制器（15）、气体掺混装置（16）、气体增压装置（17）、数据采集仪（18）、流量计（19）、压力表（20）、回收气体开关阀（26），气体喷射火装置部分包括射流喷嘴（21）、标尺（22）、热电偶（23）、相机（24）、电火花点火装置（25），其特征在于：高压天然气瓶（2）通过管道依次连接天然气瓶开关阀（6）、天然气减压阀（12）、天然气流量控制器（14），最终连接气体掺混装置（16）主气体管道，向气体掺混装置输入定量天然气。

2.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气喷射火实验装置，其特征在于：高压氢气瓶（3）通过管道依次连接氢气瓶开关阀（7）、氢气减压阀（13）、氢气流量控制器（15），最终连接气体掺混装置（16）附气体管道，向气体掺混装置输入定量氢气。

3.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气喷射火实验装置，其特征在于：气体掺混装置（16）掺混气体出气端安装掺氢天然气止回阀（9），经管道连接气体增压装置（17），对混合好的掺氢天然气进行加压。

4.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气喷射火实验装置，其特征在于：高压氮气瓶（1）通过管道依次连接氮气瓶开关阀（5）、氮气止回阀（10），而后接入掺氢天然气止回阀（9）与气体增压装置（17）之间相连的管道，用于进行氮气吹扫以排出装置中的杂质气体并进行气密性检测。

5.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气喷射火实验装置，其特征在于：气体增压装置（17）出气端依次连接流量计（19）、压力表（20），并通过数据采集仪（18）监测掺氢天然气流量、压力数据。

6.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气喷射火实验装置，其特征在于：流量计（19）经管道连接喷气装置开关阀（8），用于启闭气体喷射火装置；管道分支连接回收气体开关阀（26）和回收气体止回阀（11）并接入气体回收瓶（4），用于废气回收。

7.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气喷射火实验装置，其特征在于：天然气掺氢控制装置管道末端安装射流喷嘴（21），射流喷嘴前端安装电火花点火装置，用于对射流气体点火形成喷射火焰。

8.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气喷射火实验装置，其特征在于：沿射流喷嘴（21）气体喷出方向安装多个热电偶（23），用于测量不同位置的热辐射强度，同时在正下方设置标尺（22）用于观察喷射火长度。

9.根据权利要求1所述的一种掺氢天然气喷射火实验装置，其特征在于：侧对喷射火焰位置安装相机（24），用于记录实验现象。

技术总结
本技术公开了一种掺氢天然气喷射火实验装置，该掺氢天然气喷射火实验装置主要由天然气掺氢控制装置和气体喷射火装置两部分组成，其包括高压氮气瓶、高压天然气瓶、高压氢气瓶、气体回收瓶、开关阀、止回阀、减压阀、流量控制器、气体掺混装置、气体增压装置、数据采集仪、流量计、压力表、射流喷嘴、标尺、热电偶、相机、电火花点火装置等；开关阀、减压阀和流量控制器相连接，控制氢气与天然气混合比例；氢气与天然气经气体掺混装置充分混合后，经气体增压装置加压；高压掺氢天然气经射流喷嘴喷出，由电火花点火装置点燃形成喷射火。本技术具有以下优点，能够依据实验需要调节掺氢比例、管道压力、气体流量等参数，实现不同情境设置。

技术研发人员：冷怡靓
受保护的技术使用者：冷怡靓
技术研发日：20231201
技术公布日：2024/6/20