[發明專利]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

• 申請號: 202010908349.0
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112083093A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（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

本申請提供一種天然氣門站氫氣濃度控制方法、設備、終端及存儲介質，所述方法包括：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壓縮；本申請引入氫氣提純、壓差發電、燃料電池發電，可根據用戶需求生產不同純度的氫氣，實現了自供電、供熱功能。

技術領域

本申請涉及氫氣供電技術領域，尤其是涉及一種天然氣門站氫氣濃度控制方法、設備、終端及存儲介質。

背景技術

近幾年，國內氫能行業迅速發展。2019年，我國燃料電池汽車產銷量完成3022輛，較2018年增長86.7％。車型以客車和貨車為主，2019年我國燃料電池商用車總量達到全球市場份額的第一位。2019年，我國投入運營的加氫站累計41座，新增20座，預計2020年加氫站數量將達到100座。

快速增長的下游市場激發了對氫氣的額外需求，考慮到多種制氫方法的優缺點，可再生能源電解制氫不但能夠大幅降低碳排放，促進綠色交通，而且能夠幫助消納可再生能源。數據顯示，2018年我國“棄風、棄光、棄水”電量共約1023億千萬時，超過同期三峽電站的發電量。

目前三棄電量地區大都距離氫氣需求地區較遠，修建單獨的氫氣管道成本較高，可利用現有天然氣長距離輸送管線，通過在管道中摻氫輸送至城市。這就提出了在城市門站提純氫氣、穩定城市燃氣設備中氫氣濃度的需求。城市門站是城市燃氣的重要基礎設施，其主要功能包括過濾、計量、調壓、加臭等功能，目前的通過城市燃氣輸送氫氣未考慮過站內提純氫氣、控制進入城市燃氣設備氫氣濃度等工藝，同時，氫氣能源也未循環有效利用。

因此，亟需一種天然氣門站氫氣濃度控制方法、設備、終端及存儲介質，以解決現有的城市燃氣管網輸送氫氣濃度不穩定、氫氣純度單一無法調節、氫能源未有效利用為城市門站供電、供熱等技術問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本申請提供一種天然氣門站氫氣濃度控制方法、設備、終端及存儲介質，解決了現有技術中城市燃氣管網輸送氫氣濃度不穩定、氫氣純度單一無法調節、氫能源未有效利用為城市門站供電、供熱等問題。

為解決上述技術問題，第一方面，本申請提供一種天然氣門站氫氣濃度控制方法，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壓縮。

可選的，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調壓；