CN114113488A - 一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置 - Google Patents
一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114113488A CN114113488A CN202111458002.1A CN202111458002A CN114113488A CN 114113488 A CN114113488 A CN 114113488A CN 202111458002 A CN202111458002 A CN 202111458002A CN 114113488 A CN114113488 A CN 114113488A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- pipeline
- valve
- hydrogen
- bottle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 122
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 56
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 34
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000005680 Thomson effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/005—H2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
本发明提供了一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置，整个装置由压缩空气瓶、高压氮气瓶、高压甲烷瓶、高压氢气瓶、阀门、静态混合器、高压储罐、吹扫管道、主体实验管道、可拆卸泄漏片及障碍物、防护箱、高速摄像机、变送器、压力传感器、温度传感器、静电传感器、光电二极管、压力表、真空泵、缓冲罐、尾气回收瓶组成。通过改变阀门开度以及高压气体初始温度可以制取不同温度、压力、掺氢量下的掺氢天然气；通过安装不同泄漏片可以对不同泄漏口截面形状进行实验；从而测试高压掺氢天然气从管道中泄漏后是否发生自燃。本发明克服了现有装置不能对掺氢天然气管道泄漏自燃过程进行实验的缺点，可实现多种情况下的实验，减少了实验成本。
Description
技术领域
本发明属于油气安全技术领域，具体涉及一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置。
背景技术
氢能是支撑国家实现“碳中和、碳达峰”战略能源目标的新型能源载体，氢气由于其燃烧过程只产生水，正受世界各国重视。高压储存是当前氢能的主要储存方式，利用四通八达、遍布全国的在役天然气管网将氢气输送至千家万户则是实现氢气大规模、长距离输送的有效途径，还可大大减少单独建设氢气输送管道的投资。
但是氢气具有极低的最小点火能(0.02mJ)，高压氢气在泄漏时由于摩擦静电、激波加热等因素，导致气体温度升高最终达到点火工况，使氢气发生自燃导致更加严重事故的发生。在氢气泄漏燃烧***事故中，有约60％的事故中没有明显点火源，再加上氢气对钢管具有氢脆作用，高压氢气易从钢质储存容器中泄漏，氢气的泄漏自燃风险不容忽视。当前认为导致高压氢气泄漏自燃的机理主要有逆焦耳汤姆逊效应、扩散点火、静电点火、机械摩擦和撞击等，其中扩散点火是公认对高压氢气泄漏自燃贡献最大的机理，并且众多实验研究也是基于此理论进行开展的。扩散点火理论指高压氢气泄漏释放到空气中时，会在氢气射流前方形成激波，激波产生高温高压，并加热激波后方空气，高温空气与射流前沿之间会形成一定区域的氢- 空气混合层，当混合层温度达到点火温度且氢气浓度处于点火范围中时，经过一段时间延迟便会发生自燃现象。高压纯氢气从发生泄漏到形成自燃喷射火的间隔时间一般为几十μs，能引起氢气泄漏自燃的最低泄漏压力为1.6-2.3MPa，当前国内在役天然气输送管道的输送压力可达4-10MPa，满足氢气泄漏自燃的压力要求。
高压氢气的泄漏自燃特征有别于传统天然气的泄漏过程。氢气掺入天然气后，掺氢天然气的组分、最小点火能、***极限等物性参数与纯氢气不同，将导致掺氢天然气的泄漏自燃特征与氢气又不相同。研究掺氢天然气输送管道在什么样掺氢浓度、泄放温度和压力等条件下泄漏会发生自燃，对于合理控制掺氢天然气输送管道运行参数、实现氢能大规模安全输送具有重要的现实意义。
据调查，对于可燃气体泄漏自燃的研究，主要采用仿真模拟和实验两种方法。实验方面，在现有的专利中，专利CN111458371A《预混气粉自燃实验管道及实验方法》设计了一种对气粉自燃过程进行研究的实验装置；CN108931499A《一种煤自燃氧气浓度实验测试装置及实验测试方法》设计了一种测试煤自燃浓度的测试装置及测试方法。但目前未有一种对高压掺氢天然气管道泄漏自燃过程的实验装置，综合目前掺氢天然气输送管道在什么样掺氢浓度、泄放压力和泄漏孔径等条件下泄漏会发生自燃不清楚的问题，故本专利所述的装置对研究高压掺氢天然气管道泄漏自燃过程进而得出输气管道安全运行边界条件是有必要的。
高压掺氢天然气管道泄漏自燃是一个复杂的过程，影响自燃的因素包括气体泄漏温度、泄漏压力、泄漏口形状、泄漏口外是否存在障碍物等。采用高速摄像、传感器检测等方法，对不同条件下的高压掺氢天然气管道泄漏自燃规律进行研究，不仅可以深化自燃点火机理，还可以为高压掺氢天然气管道安全输送方案的制定提供实验依据和理论支撑。
发明内容
本发明的目的是：提供一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃的实验装置，该装置可对不同掺氢量、不同压力、不同温度、不同泄漏口形状下的高压掺氢天然气泄漏自燃点火开展实验研究。一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃的实验装置，由压缩空气瓶1、高压氮气瓶2、高压甲烷瓶 3、高压氢气瓶4、第一尾气回收瓶5、第一开关阀6、第二开关阀7、第三开关阀8、第四开关阀9、第五开关阀10、第一减压阀11、第一压力表12、第二减压阀13、第二压力表14、第一安全阀15、静态混合器16、第三压力表17、第一缓冲罐18、第一真空泵19、第六开关阀20、第七开关阀21，高压储罐22、第一电动阀23、管道法兰24,25,47,51、空气吹扫管道26,46、主体实验管道27、转换接口28,30,45,49、固定法兰29,31,44,50、高速摄像机32、第四压力表33、防护箱34、可拆卸障碍物35、压力传感器36、泄漏口37、温度传感器38、静电传感器39、光电二极管40、变送器41、数据采集仪42、数据线43、第八开关阀48、第二电动阀52、第二真空泵53、第二缓冲罐54、第二安全阀55、第九开关阀56、第二尾气回收瓶57、可拆卸泄漏片58,59,60,61,62以及连接上述设备的管道组成；
其特征在于所述压缩空气瓶1、高压氮气瓶2、高压甲烷瓶3、高压氢气瓶4、第一开关阀6、第二开关阀7、第三开关阀8、第四开关阀9、第一减压阀11、第一压力表12、第二减压阀 13、第二压力表14构成实验装置高压供气***；压缩空气瓶1通过第一开关阀6连至吹扫管道26，高压氮气瓶2通过第二开关阀7连接至静态混合16器出口，高压甲烷瓶3通过第三开关阀8、第一减压阀11、第一压力表连接至静态混合器16入口，高压氢气瓶4通过第四开关阀9、第二减压阀13、第二压力表14连接至静态混合器16另一个入口；高压供气***为实验装置提供吹扫所需空气、气密性检查所需氮气及实验所需特定压力和温度下的甲烷和氢气。所述第一尾气回收瓶5、第五开关阀10、第一安全阀15、静态混合器16、第三压力表 17、第一缓冲罐18、第一真空泵19、第六开关阀20构成实验装置气体混合***；静态混合器16出口与高压氮气瓶2来气支管道相连，并通过第三压力表17连接至高压储罐22前的第七开关阀，在第七开关阀21前经第六开关阀20、第一真空泵19、第一缓冲罐18、第五开关阀10连至第一尾气回收瓶5，在第五开关阀10与第一缓冲罐18之间存在一支管连接至第一安全阀15；气体混合***可为实验装置提供所需的特定掺氢浓度下的掺氢天然气，同时具有尾气处理功能。所述第七开关阀21、高压储罐22、第一电动阀23、管道法兰24,25、吹扫管道26,46、主体实验管道27、转换接口28,30、固定法兰29,31、可拆卸障碍物块35、泄漏口 37构成实验装置高压储罐和管道***；高压储罐22进出口分别与第七开关阀21、第一电动阀23连接，第一电动阀23出口经管道法兰25与主体实验管道27相连，从第一开关阀6出来的管道经管道法兰24连至空气吹扫管道26，吹扫管道46安装于防护箱34另一侧；高压储罐和管道***作为实验装置主体实验部分，可实现对掺氢天然气的暂时储存、为主体实验管道提供特定流量的掺氢天然气以及对有/无障碍物条件下掺氢天然气的泄漏自燃实验。所述转换接口28,30,45,49、固定法兰29,31,44,50、第四压力表33、防护箱34构成实验装置安全防护***；转换接口28,30,45,49及固定法兰29,31,44,50用于将主体实验管道27、吹扫管道 26,46固定在防护箱34上，第四压力表安装于防护箱34顶部；安全防护***提供安全的掺氢天然气泄漏自燃实验空间，保护操作人员。所述高速摄像机32、压力传感器36、温度传感器 38、静电传感器39、光电二极管40、变送器41、数据采集仪42、数据线43构成实验装置数据采集***；高速摄像机32架设于防护箱34外，着重拍摄管道泄漏口37外部附近的矩形区域；管道泄漏口37两侧装有一定数量的压力传感器36及温度传感器38，静电传感器39安装在管内泄漏口37附近，光电二极管40安装在管内正对泄漏口37管壁上，变送器41安装在管内泄漏口37附近的管壁上，高速摄像机和各传感器及变送器经数据线43连接至数据采集仪42；数据采集***可实现对泄漏口内外附近掺氢天然气泄漏过程中温度、压力、静电及火焰发展过程进行记录，并将记录数据传出实现可视化。所述第八开关阀48、第二电动阀52、第二真空泵53、第二缓冲罐54、第二安全阀55、第九开关阀56、第二尾气回收瓶57构成实验装置尾气回收***；第二电动阀将吹扫管道46及主体实验管道27的汇集管与第二真空泵 53连接，第二真空泵53经第二缓冲罐54、第九开关阀56连接至第二尾气回收瓶57，在第二缓冲罐54与第九开关阀56之间存在一支管连接至第二安全阀55；尾气回收***可实现对实验过程中使用的空气、氮气、掺氢天然气进行收集，起到对实验装置的清理作用。
本发明由于采取以上技术方案，可以达到以下有益效果：
(1)通过控制第三开关阀8、第四开关阀9的不同关度可对甲烷、氢气的流量进行控制，通过控制第一减压阀11和第二减压阀14的不同关度可对甲烷、氢气的压力进行控制。采用不同初始温度的压缩甲烷、氢气气源，经静态混合器16的混合后，可以实现对不同温度、压力、掺氢比的掺氢天然气的制备；
(2)通过在泄漏口37上安装不同截面形状的泄漏片(渐缩泄漏片58、平行泄漏片59、渐缩加渐扩泄漏片60、渐扩泄漏片61、渐扩加渐缩泄漏片62)，可以实现对不同泄漏口截面形状条件下掺氢天然气泄漏自燃的研究；
(3)防护箱34采用透明承压材质进行制作，在对操作人员进行防护的同时，还能使操作人员在箱体外便捷地对实验结果进行观察，并使用高速摄像机32对实验结果进行记录；
(4)通过第一尾气回收瓶5、第二尾气回收瓶57及配套的真空装置，可以实现对实验全过程所使用的空气、氮气及掺氢天然气进行回收，使整个实验装置具有安全、经济的特点。
附图说明
图1为本发明提供的对掺氢天然气泄漏自燃进行实验的装置结构示意图。
图中：1-压缩空气瓶、2-高压氮气瓶、3-高压甲烷瓶、4-高压氢气瓶、5-第一尾气回收瓶、6- 第一开关阀、7-第二开关阀、8-第三开关阀、9-第四开关阀、10-第五开关阀、11-第一减压阀、 12-第一压力表、13-第二减压阀、14-第二压力表、15-第一安全阀、16-静态混合器、17-第三压力表、18-第一缓冲罐、19第一真空泵、20-第六开关阀、21-第七开关阀，22-高压储罐、23 第一电动阀、24,25,47,51-管道法兰、26,46-空气吹扫管道、27-主体实验管道、28,30,45,49-转换接口、29,31,44,50-固定法兰、32-高速摄像机、33-第四压力表、34-防护箱、35-可拆卸障碍物、36-压力传感器、37-泄漏口、38-温度传感器、39-静电传感器、40-光电二极管、41-变送器、42-数据采集仪、43-数据线、48-第八开关阀、52-第二电动阀、53-第二真空泵、54-第二缓冲罐、55-第二安全阀、56-第九开关阀、57-第二尾气回收瓶、58,59,60,61,62-可拆卸泄漏片。
图2为本发明所述装置中防护箱部分结构俯视示意图；
图3为使用本发明所述装置进行实验所需采用的操作步骤。
具体实施方式
下面结合附图1及附图3对本发明作进一步说明，但本发明具体实施形式多种多样，并不局限于以下实施例。
本发明一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置，包括：1-压缩空气瓶、2-高压氮气瓶、 3-高压甲烷瓶、4-高压氢气瓶、5-第一尾气回收瓶、6-第一开关阀、7-第二开关阀、8-第三开关阀、9-第四开关阀、10-第五开关阀、11-第一减压阀、12-第一压力表、13-第二减压阀、14- 第二压力表、15-第一安全阀、16-静态混合器、17-第三压力表、18-第一缓冲罐、19第一真空泵、20-第六开关阀、21-第七开关阀，22-高压储罐、23第一电动阀、24,25,47,51-管道法兰、 26,46-空气吹扫管道、27-主体实验管道、28,30,45,49-转换接口、29,31,44,50-固定法兰、32- 高速摄像机、33-第四压力表、34-防护箱、35-可拆卸障碍物、36-压力传感器、37-泄漏口、 38-温度传感器、39-静电传感器、40-光电二极管、41-变送器、42-数据采集仪、43-数据线、 48-第八开关阀、52-第二电动阀、53-第二真空泵、54-第二缓冲罐、55-第二安全阀、56-第九开关阀、57-第二尾气回收瓶、58,59,60,61,62-可拆卸泄漏片。
具体实施方式为：
第一步：组装实验装置，使所有阀门处于关闭状态，并安装可拆卸障碍物块35和可拆卸泄漏片；
第二步：打开第二开关阀7、第七开关阀21、第一电动阀23，放出压缩氮气瓶2中的氮气，对装置主体部分进行加压至5MPa，维持5分钟实现试压；
第三步：关闭第二开关阀7，打开第一开关阀6、第五开关阀10、第六开关阀20、第八开关阀48、第二电动阀52、第九开关阀56，使用压缩空气瓶1中的空气对装置进行吹扫，吹扫2 分钟后关闭第一开关阀6，启动第一真空泵19、第二真空泵53，待防护箱34内压力趋近101325Pa时关闭防护箱34两侧阀门，其他压力表指示装置内表压降至趋近于0时，关闭真空泵，完成吹扫，关闭剩余所有阀门；
第四步：打开第三开关阀8、第四开关阀9，控制阀门开度使甲烷和氢气流量比为4：1，利用第一压力表12、第二压力表14控制第一降压阀11和第二降压阀13阀后压力为4MPa，打开第七开关阀21，将制备的掺氢天然气注入高压储罐22进行暂存；
第五步：启动高速摄像机32、数据采集仪42，做好实验结果记录准备；
第六步：打开第一电动阀23、第二电动阀52，释放高压储罐中的掺氢天然气进入管道，进行掺氢天然气管道泄漏自燃实验，记录结果；
第七步：关闭高速摄像机32、数据采集仪42，关闭第一电动阀23，打开第一开关阀6、第五开关阀10、第六开关阀20、第八开关阀48、第二电动阀52、第九开关阀56，使用压缩空气瓶1中的空气对装置内残余掺氢天然气进行吹扫，吹扫2分钟后关闭所有阀门，对尾气收集瓶中收集气体进行处理，完成一轮实验。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置，由压缩空气瓶(1)、高压氮气瓶(2)、高压甲烷瓶(3)、高压氢气瓶(4)、第一尾气回收瓶(5)、第一开关阀(6)、第二开关阀(7)、第三开关阀(8)、第四开关阀(9)、第五开关阀(10)、第一减压阀(11)、第一压力表(12)、第二减压阀(13)、第二压力表(14)、第一安全阀(15)、静态混合器(16)、第三压力表(17)、第一缓冲罐(18)、第一真空泵(19)、第六开关阀(20)、第七开关阀(21)，高压储罐(22)、第一电动阀(23)、管道法兰(24,25,47,51)、空气吹扫管道(26,46)、主体实验管道(27)、转换接口(28,30,45,49)、固定法兰(29,31,44,50)、高速摄像机(32)、第四压力表(33)、防护箱(34)、可拆卸障碍物(35)、压力传感器(36)、泄漏口(37)、温度传感器(38)、静电传感器(39)、光电二极管(40)、变送器(41)、数据采集仪(42)、数据线(43)、第八开关阀(48)、第二电动阀(52)、第二真空泵(53)、第二缓冲罐(54)、第二安全阀(55)、第九开关阀(56)、第二尾气回收瓶(57)、可拆卸泄漏片(58,59,60,61,62)以及连接上述设备的管道组成；
其特征在于所述压缩空气瓶(1)通过第一开关阀(6)连至吹扫管道(26)，高压氮气瓶(2)通过第二开关阀(7)连接至静态混合(16)器出口，高压甲烷瓶(3)通过第三开关阀(8)、第一减压阀(11)、第一压力表连接至静态混合器(16)入口，高压氢气瓶(4)通过第四开关阀(9)、第二减压阀(13)、第二压力表(14)连接至静态混合器(16)另一个入口，该部分可为实验装置提供吹扫所需空气、气密性检查所需氮气及实验所需特定压力和温度下的甲烷和氢气；
所述静态混合器(16)出口与高压氮气瓶(2)来气支管道相连，并通过第三压力(17)表连接至高压储罐(22)前的第七开关阀，在第七开关阀(21)前经第六开关阀(20)、第一真空泵(19)、第一缓冲罐(18)、第五开关阀(10)连至第一尾气回收瓶(5)，在第五开关阀(10)与第一缓冲罐(18)之间存在一支管连接至第一安全阀(15)，该部分可为实验装置提供所需的特定掺氢浓度下的掺氢天然气，同时具有尾气处理功能；
所述高压储罐(22)进出口分别与第七开关阀(21)、第一电动阀(23)连接，第一电动阀(23)出口经管道法兰(25)与主体实验管道(27)相连，从第一开关阀(6)出来的管道经管道法兰(24)连至空气吹扫管道(26)，吹扫管道(46)安装于防护箱(34)另一侧，该部分作为实验装置主体实验部分，可实现对掺氢天然气的暂时储存、为主体实验管道提供特定流量的掺氢天然气以及对有/无障碍物条件下掺氢天然气的泄漏自燃实验；
所述转换接口(28,30,45,49)及固定法兰(29,31,44,50)用于将主体实验管道(27)、吹扫管道(26,46)固定在防护箱(34)上，第四压力表安装于防护箱(34)顶部，该部分可提供安全的掺氢天然气泄漏自燃实验空间，保护操作人员；
所述高速摄像机(32)架设于防护箱(34)外，着重拍摄管道泄漏口(37)外部附近的矩形区域；管道泄漏口(36)两侧装有一定数量的压力传感器(36)及温度传感器(38)，静电传感器(39)安装在管内泄漏口(36)附近，光电二极管(40)安装在管内正对泄漏口(37)管壁上，变送器(41)安装在管内泄漏口(37)附近的管壁上，高速摄像机和各传感器及变送器经数据线(43)连接至数据采集仪(42)，该部分可实现对泄漏口内外附近掺氢天然气泄漏过程中温度、压力、静电及火焰发展过程进行记录，并将记录数据传出实现可视化；
所述第二电动阀将吹扫管道(46)及主体实验管道(27)的汇集管与第二真空泵(53)连接，第二真空泵(53)经第二缓冲罐(54)、第九开关阀(56)连接至第二尾气回收瓶(57)，在第二缓冲罐(54)与第九开关阀(56)之间存在一支管连接至第二安全阀(55)，该部分可实现对实验过程中使用的空气、氮气、掺氢天然气进行收集，起到对实验装置的清理作用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111458002.1A CN114113488B (zh) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111458002.1A CN114113488B (zh) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114113488A true CN114113488A (zh) | 2022-03-01 |
| CN114113488B CN114113488B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=80365304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111458002.1A Active CN114113488B (zh) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114113488B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114963017A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-08-30 | 深圳市燃气集团股份有限公司 | 一种天然气管道掺氢综合实验***装置 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003533A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | Control Instruments | Gas analyzer for measuring the flammability of mixtures of combustible gases and oxygen |
| JP2006337243A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Citizen Watch Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ |
| KR20100060764A (ko) * | 2008-11-28 | 2010-06-07 | 삼성중공업 주식회사 | 엘엔지 선박의 고압 연료 공급관 |
| CN103454396A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-18 | 中国科学技术大学 | 一种高压可燃性气体泄漏自燃及激波诱导点火的试验装置 |
| CN105424880A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 西南石油大学 | 一种测定天然气液烃在管道流动过程中气液相变速率的实验装置 |
| WO2016146923A1 (fr) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Détection de fuite sur un électrolyseur ou une pile a combustible haute température |
| CN209638786U (zh) * | 2019-03-12 | 2019-11-15 | 绍兴柯桥中国轻纺城管道燃气有限公司 | 一种天然气管道泄压报警装置 |
| CN209893115U (zh) * | 2019-01-30 | 2020-01-03 | 中国科学技术大学 | 一种高压可燃性实验气体的安全输运装置 |
| CN210522486U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-05-15 | 江苏拓创科研仪器有限公司 | 双面可视水合物反应釜 |
| CN112649042A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-13 | 嵊州市浙江工业大学创新研究院 | 一种城市天然气掺氢混合效果实验测定装置 |
| CN113358316A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-07 | 西南石油大学 | 一种掺氢天然气管道流动规律研究及腐蚀模拟试验装置及方法 |
-
2021
- 2021-12-02 CN CN202111458002.1A patent/CN114113488B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003533A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | Control Instruments | Gas analyzer for measuring the flammability of mixtures of combustible gases and oxygen |
| JP2006337243A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Citizen Watch Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ |
| KR20100060764A (ko) * | 2008-11-28 | 2010-06-07 | 삼성중공업 주식회사 | 엘엔지 선박의 고압 연료 공급관 |
| CN103454396A (zh) * | 2013-09-06 | 2013-12-18 | 中国科学技术大学 | 一种高压可燃性气体泄漏自燃及激波诱导点火的试验装置 |
| WO2016146923A1 (fr) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Détection de fuite sur un électrolyseur ou une pile a combustible haute température |
| CN105424880A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 西南石油大学 | 一种测定天然气液烃在管道流动过程中气液相变速率的实验装置 |
| CN209893115U (zh) * | 2019-01-30 | 2020-01-03 | 中国科学技术大学 | 一种高压可燃性实验气体的安全输运装置 |
| CN209638786U (zh) * | 2019-03-12 | 2019-11-15 | 绍兴柯桥中国轻纺城管道燃气有限公司 | 一种天然气管道泄压报警装置 |
| CN210522486U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-05-15 | 江苏拓创科研仪器有限公司 | 双面可视水合物反应釜 |
| CN112649042A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-13 | 嵊州市浙江工业大学创新研究院 | 一种城市天然气掺氢混合效果实验测定装置 |
| CN113358316A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-07 | 西南石油大学 | 一种掺氢天然气管道流动规律研究及腐蚀模拟试验装置及方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| HE XIAOYI等: "Life-cylce greenhouse gas emission benefits of natural gas vehicles", 《ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING》, pages 7813 - 7823 * |
| WENLONG JIA: "A study state simulation method for natural gas prelieving systems", 《JOURNAL OF NATURAL GAS SCIENCE AND ENGINEERING》, pages 1211 - 1221 * |
| 宋鹏飞;单彤文;李又武;侯建国;王秀林;张丹;: "天然气管道掺入氢气的影响及技术可行性分析", 现代化工, no. 07, pages 11 - 16 * |
| 张红兵等: "不等温输气管道泄漏监测技术", 《石油工程建设》, pages 25 - 27 * |
| 赵永志;张鑫;郑津洋;顾超华;张林;: "掺氢天然气管道输送安全技术", 化工机械, no. 01, pages 7 - 13 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114963017A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-08-30 | 深圳市燃气集团股份有限公司 | 一种天然气管道掺氢综合实验***装置 |
| CN114963017B (zh) * | 2022-04-24 | 2023-12-12 | 深圳市燃气集团股份有限公司 | 一种天然气管道掺氢综合实验***装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114113488B (zh) | 2023-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2020104269A4 (en) | Experimental device and method for hot surface ignition of combustible gas in flowing state | |
| CN106568887A (zh) | 一种研究核电站安全壳内氢气燃烧的实验装置 | |
| CN203116907U (zh) | 液化天然气储罐夹层真空度安全测量装置 | |
| CN114113488A (zh) | 一种高压掺氢天然气管道泄漏自燃实验装置 | |
| CN101476967A (zh) | 一种电站阀门的压力试验方法 | |
| CN104181199A (zh) | 可变点火能全透明管道气体***实验平台及其实验方法 | |
| CN108120827B (zh) | 燃气聚乙烯埋地管道的加速老化试验装置及寿命预测方法 | |
| CN111678551B (zh) | 一种燃料电池车载高压储氢瓶充放氢性能检测方法 | |
| Xiaobo et al. | Research and progress on safety issues related to high-pressure hydrogen leakage | |
| CN108389636A (zh) | 一种小尺寸管道内可燃性气体***实验***及方法 | |
| CN114486119A (zh) | 一种室外埋地掺氢管道泄漏扩散试验装置及试验方法 | |
| CN107270119A (zh) | Lng、bog、eag空温式气化供气***装置 | |
| CN202733932U (zh) | 低热值煤气回收至锅炉燃烧的管道*** | |
| CN204901823U (zh) | 一种兰炭尾气锅炉的燃气置换*** | |
| CN104266807A (zh) | 大流量高压气源检测阀门气密性的方法 | |
| CN112128626B (zh) | 一种高压储供氢检测*** | |
| CN116642132A (zh) | 输气站场天然气放空回收***及回收方法 | |
| CN111175434A (zh) | 一种可燃气体燃烧特性综合测试的实验装置 | |
| CN213420663U (zh) | 一种高压储供氢检测*** | |
| Wang et al. | Risk control analysis of safety accident in hydrogen refueling station based on PHAST software | |
| CN102967544B (zh) | 用于气体试验的装置及其应用 | |
| CN207729241U (zh) | Lng、bog、eag空温式气化供气***装置 | |
| CN102563201A (zh) | 在线消除煤气闸阀泄漏危害的装置 | |
| CN205898473U (zh) | 一种用于液化天然气槽车的正压与真空测试装置 | |
| CN219121711U (zh) | 一种清洁能源发动机试验室 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |