[發(fā)明專利]一種天然氣門站氫氣濃度控制方法、設備、終端及存儲介質

在審

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• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112083093A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 王洪建;孫明燁;吳榮;張曉瑞;福鵬
• 申請（專利權）人: 北京市煤氣熱力工程設計院有限公司
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;F17D1/04;F17D3/01;B01D53/047
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 路遠

1.一種天然氣門站氫氣濃度控制方法，其特征在于，包括：

獲取天然氣管道中的氫氣濃度；

判斷天然氣管道中的氫氣濃度是否低于預設濃度，若是，則控制含氫天然氣輸送至天然氣管道進行后續(xù)調壓；若否，則控制含氫天然氣經由天然氣管道中的PSA提純模塊進行提純；

提純后的含氫天然氣輸送至天然氣管道進行后續(xù)調壓；

獲取PSA提純模塊提純后的氫氣純度；

判斷PSA提純模塊提純后的氫氣純度是否滿足預設純度，若是，則控制氫氣輸送至氫氣管道進行后續(xù)壓縮；若否，則控制氫氣經由氫氣管道的鈀膜提純模塊進行提純，再輸送至氫氣管道進行后續(xù)壓縮。

2.根據權利要求1所述的天然氣門站氫氣濃度控制方法，其特征在于，所述方法具體包括：

第一氣相色譜儀獲取天然氣管道中的氫氣濃度，并將氫氣濃度信號發(fā)送至工藝控制模塊；

所述工藝控制模塊判斷天然氣管道中的氫氣濃度是否低于預設濃度，若是，則控制第一電磁閥開啟且控制第二電磁閥關閉，將含氫天然氣輸送至天然氣管道進行后續(xù)調壓；若否，則控制第二電磁閥開啟且控制第一電磁閥關閉，將含氫天然氣輸送至天然氣管道中的PSA提純模塊進行提純；

將提純后的含氫天然氣送至天然氣管道進行后續(xù)調壓；

第二氣相色譜儀獲取PSA提純模塊提純后的氫氣純度，并將氫氣純度信號發(fā)送至工藝控制模塊；

工藝控制模塊判斷PSA提純模塊提純后的氫氣純度是否滿足預設純度，若是，則控制第三電磁閥開啟、第四電磁閥關閉，將氫氣輸送至氫氣管道進行后續(xù)壓縮；若否，則控制第三電磁閥關閉、第四電磁閥開啟，將氫氣輸送至氫氣管道的鈀膜提純模塊進行提純，再輸送至氫氣管道進行后續(xù)壓縮。

3.一種天然氣門站氫氣濃度控制設備，其特征在于，包括：

天然氣管道、氫氣管道，所述天然氣管道分為兩支路，兩支路天然氣管道分別設置有調壓模塊、PSA提純模塊，所述氫氣管道分為兩支路，兩支路氫氣管道分別設置有壓縮設備、鈀膜提純模塊；

含氫天然氣經由天然氣管道的第一電磁閥輸送至調壓模塊或經天然氣管道的第二電磁閥經由PSA提純模塊輸送至調壓模塊；

經PSA提純模塊提純后的氫氣經由氫氣管道的第三電磁閥輸送至壓縮設備或經由氫氣管道的第四電磁閥經由鈀膜提純模塊輸送至壓縮設備；

所述天然氣管道入口和PSA提純模塊出口處分別設置有第一氣相色譜儀、第二氣相色譜儀，第一氣相色譜儀、第二氣相色譜儀分別將氫氣濃度信號、氫氣純度信號反饋至工藝控制模塊，工藝控制模塊通過氫氣濃度信號與氫氣純度信號控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥與第四電磁閥的通斷。

4.根據權利要求3所述的天然氣門站氫氣濃度控制設備，其特征在于，所述氫氣濃度控制設備還包括計量加臭裝置，所述調壓模塊調壓后的含氫天然氣輸送至計量加臭設備后經天然氣管道輸出。

5.根據權利要求3所述的天然氣門站氫氣濃度控制設備，其特征在于，所述氫氣濃度控制設備還包括氫氣儲罐，所述壓縮設備壓縮后的氫氣輸送至氫氣儲罐儲存。

6.根據權利要求3所述的天然氣門站氫氣濃度控制設備，其特征在于，所述氫氣濃度控制設備還包括供電模塊，所述供電模塊包括壓差發(fā)電模塊、氫燃料電池，其中，

所述天然氣管道中的含氫天然氣經壓差發(fā)電模塊將壓力能轉化為電能后輸送至儲能模塊儲存；

所述氫氣管道中的氫氣經壓縮設備壓縮輸送至氫燃料電池，氫燃料電池將氫氣的化學能轉化為電能后輸送至儲能模塊儲存，氫燃料電池供電時產生的熱能輸送至調壓模塊供熱。

7.根據權利要求3所述的天然氣門站氫氣濃度控制設備，其特征在于，所述天然氣管道入口處設置過濾器。

8.根據權利要求3所述的天然氣門站氫氣濃度控制設備，其特征在于，所述工藝控制模塊包括PLC和計算機。

9.根據權利要求3所述的天然氣門站氫氣濃度控制設備，其特征在于，所述壓縮設備為隔膜壓縮機、液壓壓縮機或離子壓縮機。