【装备强国】郑州设计自主开发我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台

海纳百航 2024-03-16 12:28:00
我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台

掺氢天然气相比纯天然气,是一种更清洁低碳燃料。在天然气当中掺入20%体积比的氢气,燃烧后氮氧化物、一氧化碳等都可降低20%以上,达到降低用能碳排放的目的。他给记者算了一笔账,如果把氢掺入城镇燃气来进行使用,按照目前每年全国城镇燃气的用气量大概在4000亿立方米左右,在天然气当中掺入20%体积比的氢气,每年全国减少碳排放量可达3000万吨左右。

2024年1月10日,国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”年度工作总结暨成果发布会圆满召开,本次会议由深圳市燃气集团股份有限公司承办。全国首个城镇燃气掺氢综合科技实验平台落地深圳,目前已成功为深圳市求雨岭生活区安全供气近200天,其经验可在全国复制推广,标志着“氢进万家”进入全新的发展阶段。

日前,我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台在深圳正式投用,中央电视台作了报道。该实验平台集测试、应用、生产功能于一体,标志着我国天然气掺氢输送管道及综合利用,以及“氢进万家”进入全新发展阶段,为我国利用现有城镇燃气管道掺氢提供了可推广、可复制模式。

  “掺氢”是将氢气与天然气进行不同比例混合,再利用现有的天然气管网进行输送。深圳燃气掺氢综合实验平台集测试、应用、生产功能于一体,掺氢比例为5%~20%,可实现绿电制氢、天然气掺氢、管道输送、管材验证等多维度技术应用和全流程工艺与设备应用示范,实现城镇燃气、氢气“掺-输-用”一体化功能。该平台投用为我国利用现有城镇燃气管道掺氢提供了可推广、可复制模式,标志着“氢进万家”进入全新发展阶段。

  该平台隶属于国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”,是深圳燃气集团公司于2022年联合中国石油大学(华东)、中国石化、清华大学、中科院、万和等10家单位共同参与的“产学研用”协同创新项目。其中,中国石化石油工程建设公司中原设计公司负责构建纯氢/掺氢输配管网模型、示范工程设计及相关标准规范的编制等工作。

平台主要包括掺混模块、减压调压模块、管材相容性评价模块、燃气器具测试模块以及终端利用模块——天然气与氢气通过掺混模块,能够得到掺氢体积比为5%~20%、掺氢精度达到1%的掺氢燃气;经减压调压模块后,进入管材相容性评价模块进行长周期试验测试;随后进入燃气器具测试模块进行验证;测试完成后,掺氢燃气进入求雨岭生活区进行利用。

平台还为氢气泄漏提供了架空、埋地、管廊等不同场景的监测方法验证以及事故后果测试。终端还预留热电联供系统、氢气分离纯化装置的测试功能,发挥氢能能源互联媒介和高效耦合的特性,推动氢能与电力、热力等能源的互联互补,实现氢能进入社区楼宇、居民家庭、交通领域乃至工业园区的应用。

燃气掺氢平台顺利投产,那天然气掺氢气比例多少合适?如何让掺氢过程顺利进行?现有硬件设施是否能够适应掺氢天然气?安全性又如何?燃气掺氢不是一件容易的事情。不仅要考虑掺氢比能否满足日常城镇燃气的稳定供气,还要保障燃气输配供应系统的安全以及考虑到氢气产业链上下游配套等。

在投用的城镇燃气掺氢综合实验平台,工作人员正在对掺氢实验管道进行检查,保障掺氢管道的平稳安全,像这样的工作他们每两小时就要进行一次。为了让实验的数据更贴近实际,更真实,这个实验平台模拟了城镇燃气的全应用场景。

天然气和氢气在这里进行掺混后,再进入测试环节,通过不同场景、不同压力的适应性实验,来确保燃气掺氢的安全。

中石化中原石油工程设计有限公司

中石化中原石油工程设计有限公司(下面简称公司,英文名称:“ Sinopec Petroleum Engineering Zhongyuan Co., Ltd. ”,简称SPEZY)是中国石化集团全资子公司,隶属于中石化石油工程建设有限公司,曾用名“中原油田勘察设计研究院”、“河南油田勘察设计研究院”等,是一家以石油工程开发和建设为主的综合性一体化的工程公司与技术服务商。

公司成立于2016年7月,由原中石化中原石油工程设计有限公司(成立于1980年)、中石化河南石油工程设计有限公司(成立于1974年)和中石化中原监理有限公司(成立于1994年)等三家整建制单位整合重组而成。

公司注册资本1.3亿元,总部位于交通便利的国家中心城市河南省郑州市,注册地在河南自由贸易试验区(郑州片区),毗邻高铁东站。在新疆、四川及河南南阳、濮阳等地设有分支机构,拥有各类注册职业资格师221人,一级建造师和PMP认证项目经理90人,高素质的人力资源为公司可持续发展提供了强劲动力,是公司核心资源。

公司是中国石化上游重点研究院、中原油田博士后科研工作站分站,被河南省认定为高新技术企业,是河南省企业技术中心、郑州市天然气工程设计工程技术研究中心、河南省“守合同重信用”企业,是河南省勘察设计行业先进单位。

公司业务涵盖油气集输与储运工程、油气处理与加工工程、城市规划与建筑工程、市政与新能源工程等的咨询、勘察、设计、监理、总承包及技术研发与服务等领域。拥有涵盖石油工程开发建设全部领域的三十多个专业,具备业内工程咨询甲级、工程设计甲级、工程勘察甲级、工程监理甲级、压力容器设计许可及压力管道设计许可等多种企业资质。建立起了集工程咨询、工程勘察、工程设计、工程监理、工程总承包一体化的工程服务体系。能够承担油气田工程、长输管道工程、天然气处理及建设全业务链业务等为主的,涵盖建筑、电力、通信、市政公用和电子系统等配套业务的工程全生命周期服务,为能源工程建设提供多元化、全方位的解决方案。

公司已累计完成50余个油气田的产能建设勘察设计工作,业绩遍布国内各省市自治区和伊拉克、孟加拉、沙特、加纳、尼日利亚和加蓬等20多个海外国家,取得国家专利50余项,获省部级以上奖励300余项。其中,参与完成的《特大型超深高含硫气田安全高效开发技术及工业化应用》项目,荣获国家科学技术进步特等奖。

公司研发构建了工程数字化集成设计系统,为工程建设提供数字化解决方案,实现工程建设项目的数字化移交,正在努力推进公司数字化转型。

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