一种浅氢燃气具的制作方法

1.本发明涉及新能源节能精密控制技术领域，更具体地说，本发明涉及一种浅氢燃气具。


背景技术：

2.现阶段，天然气和氢气的燃料供给系统的复杂结构特征，许多金属材料存在氢脆问题，导致材料韧性降低和疲劳裂纹扩展速率增加，从而可导致材料在服役期间失效；氢脆对不同牌号钢材的影响不同，但都会导致材料性能恶化；小尺寸零件如螺栓、弹簧、铆钉等由于其加工成型时变形量大，晶粒粒径小，更容易发生氢脆问题；同时，氢脆容易发生在管道的焊接部位，在向天然气管道中注入氢气前，应当优化管道的处理工艺；天然气掺氢后，hcng燃气组分发生变化，天然气的热值、密度、燃烧特性都会随之发生改变，从而导致燃烧器的热负荷、一次空气系数、燃烧稳定性、烟气中的co含量等发生改变；常规天然气预混燃烧室主要通过旋流结构促进燃空混合，以及在喷嘴出口逆压梯度诱导高温烟气回流实现稳焰，对于火焰传播速度较高的混氢燃料如何实现干低排放燃烧仍需进一步解决；因此，有必要提出一种浅氢燃气具，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

3.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明；本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
4.为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种浅氢燃气具，包括：
5.天然气加氢变比混合系统，通过采用在线数据控制混合，根据系统工况变化，控制天然气和氢气的混合比例，提供相应掺氢比的浅氢天然气混合气体；
6.管道及工艺处理监测系统，通过在浅氢天然气混合气体管道上及管道焊接部位进行工艺处理优化及气体采样监测，监测跟踪管道及焊接部位的状态；
7.天然气加氢混合参数系统，根据天然气掺氢气体燃料的特性，控制掺混比、空燃比及预热空气温度参数，进而控制浅氢天然气混合气体燃烧特性；
8.微混燃烧射流浅氢化系统，通过调整缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，加强出口浅氢气体均匀性进行浅氢燃气低排放高效燃烧。
9.优选的，所述天然气加氢变比混合系统包括：
10.在线数据系统工况子系统，用于通过在线数据接口连接浅氢燃气具系统工况数据信息中心，获得浅氢燃气具系统工况数据；
11.系统工况混合调节子系统，用于根据浅氢燃气具系统工况数据，推算适合的天然气和氢气的混合比例，获得天然气氢气混合比例数据；
12.混合比例控制供源子系统，用于根据天然气氢气混合比例数据控制天然气和氢气的气体供源，提供适应于天然气氢气混合比例的天然气供源和氢气供源，并进行初步混合
获得初步混合浅氢天然气混合气体。
13.优选的，所述管道及工艺处理监测系统包括：
14.管道防腐焊接气密子系统，用于通过管道防腐处理及连接焊接接口气密工艺处理，进行浅氢天然气混合气体腐蚀防护及浅氢天然气混合气体气密防护；
15.浅氢燃气混合管道子系统，用于通过浅氢天然气混合气体防分层阻回火结构管道进行浅氢天然气混合气体输送；
16.管道监测连接跟踪子系统，用于在浅氢天然气混合气体管道上设置气体采样监测单元，监测跟踪管道及焊接部位的状态。
17.优选的，所述天然气加氢混合参数系统包括：
18.气体燃料特性模型子系统，用于根据天然气掺氢气体燃料的特性生成天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型；
19.掺混空燃预热参数子系统，用于将浅氢天然气混合气体数据和空气掺混数据输入天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型，进行燃烧前混合推算，获得掺混空燃预热参数；
20.参数信号转换控制子系统，用于通过参数读取信号转换单元将掺混空燃预热参数转化为系统控制信号，通过系统控制信号进而控制浅氢天然气混合气体燃烧特性。
21.优选的，所述微混燃烧射流浅氢化系统包括：
22.燃烧特性空气混合子系统，用于根据浅氢天然气混合气体燃烧特性控制信号，进行适应浅氢天然气混合气体燃烧特性的浅氢天然气混合气体与空气混合态；
23.空气混合腔室增压子系统，用于通过空气混合增压腔室调整缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，将浅氢天然气混合气体与空气混合态进行多级混合增强压缩；
24.均匀低排出口燃烧子系统，用于通过均匀低排喷气出口将多级混合增强压缩气体喷出到燃烧室进行浅氢燃气低排放高效燃烧。
25.优选的，所述系统工况混合调节子系统包括：
26.工况数据实时传输单元，用于将浅氢燃气具系统工况数据传输到系统数据逻辑指令转换器，转换为工况数据逻辑指令；
27.数据接收逻辑推算单元，用于根据工况数据逻辑指令推算系统工况对应的天然气和氢气的混合比例，并将逻辑推算结果传输到混合比例数据输出单元；
28.混合比例数据输出单元，用于将逻辑推算结果转换为系统数据信息，获得天然气氢气混合比例数据。
29.优选的，所述管道监测连接跟踪子系统包括：
30.气体检测多点传感单元，用于在浅氢天然气混合气体管道上设置气体采样监测单元，通过多点气体检测传感器设置于管道检测段及管道焊接部位，多点检测天然气和氢气对管道的腐蚀渗出；
31.传感信号跟踪控制单元，用于根据气体检测多点传感单元的多点传感检测信号，当出现天然气和氢气对管道的腐蚀渗出情况时，控制发出触发信号到泄漏触发声音报警单元；
32.泄漏触发声音报警单元，用于根据传感信号跟踪控制单元的触发信号触发声音报警提示出现天然气或氢气泄漏，监测跟踪管道及焊接部位的状态。
33.优选的，所述掺混空燃预热参数子系统包括：
34.混合掺空数据输入单元，用于将浅氢天然气混合气体数据和空气掺混数据输入天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型；
35.燃烧环境模型模拟单元，用于天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型根据燃烧环境进行天然气掺氢气体燃料混合空气的掺空比模拟；
36.空燃预热参数推算单元，用于根据天然气掺氢气体燃料混合空气的掺空比模拟，进行燃烧前混合推算，获得掺混空燃预热参数。
37.优选的，所述空气混合腔室增压子系统包括：
38.空气压缩多级增压单元，用于通过空气压缩装置将预混合空气进行压缩；所述空气压缩装置具有多级空气增压；
39.浅氢然气压缩调整单元，用于根据多级空气增压所加的空气增加级别，调整浅氢天然气混合气体输入，缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度；
40.掺空混合流动压缩单元，用于通过单向气流多隔断流动腔室，将浅氢天然气混合气体燃烧空气混合态进行多级混合增强压缩；单向气流多隔断流动腔室包括：防爆腔体、多层单向隔断片、回火传感气源切断装置；防爆腔体包括一段变径连接浅氢天然气混合气体和空气流动管道的连接腔体、方形内腔室、内腔室排列多个隔断片插接槽、隔断片开启回弹片；当出口燃烧突发异常如发生回火时，多层单向隔断片，从最外层开始回燃气压大于供气压力，多层单向隔断片逐层隔断气流，逐层阻挡回火引燃腔室内混合气体或传导到供气管道，并通过回火传感气源切断装置检测到回火发生立刻切断浅氢天然气混合气体和空气输送；多层单向隔断片为长方形，斜插在隔断片插接槽内，倾斜锐角一面接触隔断片开启弹片；多层单向隔断片在气流的作用下逐层打开，将浅氢天然气混合气体与空气混合态进行多级混合增强压缩。
41.优选的，所述均匀低排出口燃烧子系统包括：
42.均匀低排喷气出口单元，用于通过旋涡状喷口结构，将多级混合增强压缩气体喷出到燃烧室；旋涡状喷口结构包括：三向旋涡喷气口、喷气口多构型排布环、喷气口排布调整装置；三向旋涡喷气口由顺序倾斜角度一致的三个喷气孔组成，多级混合增强压缩气体喷出后在三向喷流作用下形成气流垂向旋涡，进一步吸收气流周围空气助燃减排；喷气口多构型排布环将三向旋涡喷气口排布成不同构型组合，贴合适应不同的被加热物外形；喷气口排布调整装置通过多环螺旋升降台托载喷气口多构型排布环，多环螺旋升降台底部具有升降螺纹柱支撑并在升降螺纹柱底端设置旋转齿轮，旋转齿轮铰接调节齿轮，调节齿轮轴与调节旋钮通过调节连杆横向连接；
43.喷气出口脉冲点火单元，用于通过电子脉冲点火装置点燃多级混合增强压缩气体；
44.浅氢燃气低排燃烧单元，用于通过网孔燃烧室对浅氢燃气进一步进行低排放高效燃烧；网孔燃烧室由上密下疏的弹性螺旋环装金属丝构成；加热物体时底部气流易于流通，燃烧后顶部热量由较密金属丝阻挡二次导热且热量散失较慢，进行浅氢燃气低排放高效燃烧。
45.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：
46.上述技术方案的有益效果为，本发明提供了一种浅氢燃气具，包括：天然气加氢变
比混合系统，通过采用在线数据控制混合，根据系统工况变化，控制天然气和氢气的混合比例，提供相应掺氢比的浅氢天然气混合气体；管道及工艺处理监测系统，通过在浅氢天然气混合气体管道上及管道焊接部位进行工艺处理优化及气体采样监测，监测跟踪管道及焊接部位的状态；天然气加氢混合参数系统，根据天然气掺氢气体燃料的特性，控制掺混比、空燃比及预热空气温度参数，进而控制浅氢天然气混合气体燃烧特性；微混燃烧射流浅氢化系统，通过调整缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，加强出口浅氢气体均匀性进行浅氢燃气低排放高效燃烧；本发明根据天然气加氢的混合，氢气通过氢气进气管道设置氢气调压器组通入浅氢燃气具，天然气通过天然气进气管道设置天然气调压器组通入浅氢燃气具，浅氢燃气具管道设置多个气压检测单元，天然气和氢气混合后天然气加氢混合气体设置气体分析仪；针对天然气和氢气的燃料供给系统的复杂结构特征，设计混合供气系统控制天然气和氢气的混合比例；采用在线数据控制混合，随着系统工况变化，及时准确地提供给定掺氢比的混合气；通过天然气加氢变比混合根据系统工况变化，控制天然气和氢气的混合比例；天然气掺氢气体比例不同混合以适应不同工况；逐层加压缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积；天然气的流量受程序控制装置控制；能够减轻金属材料存在的氢脆问题；同时优化氢脆容易发生的管道焊接部位，优化管道的处理工艺；天然气加氢的燃烧技术燃气组分发生变化，天然气的热值、密度、燃烧特性都会随之改变，从而导致燃烧器的热负荷、一次空气系数、燃烧稳定性、烟气中的co含量等发生改变，根据本发明的方案可以进一步优化；针对天然气加氢新型气体燃料的特性，分析掺混比、空燃比、预热空气温度等参数对火焰温度分布、燃烧稳定性、燃烧速率等燃烧特性的影响；可再生能源掺氢示范项目是国内首次尝试将电解水制得的氢气掺入天然气中，设计天然气掺氢在线混合系统，通过试验验证天然气管道与掺氢天然气的适应性，掺氢天然气多元化应用等技术的稳定性和可靠性，突破天然气掺氢技术瓶颈，填补国内天然气管道掺氢示范项目的空白；根据微混燃烧通过缩小燃料和空气流动混合体积尺度，达到强化出口均匀性实现低nox燃烧；常规天然气预混燃烧室主要通过旋流结构促进燃空混合，以及在喷嘴出口逆压梯度诱导高温烟气回流实现稳焰，而微混燃烧器内燃料和空气多以交叉射流或同轴射流的形式混合，一般不具备空气或燃料旋流结构，因此本发明的微混燃烧具有抑制回火、自点火的优势，可以实现低排放高效燃烧。
47.本发明所述的一种浅氢燃气具，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
48.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
49.图1为本发明所述的一种浅氢燃气具系统框图。
50.图2为本发明所述的一种浅氢燃气具实施例1图。
51.图3为本发明所述的一种浅氢燃气具实施例2图。
具体实施方式
52.下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参
照说明书文字能够据以实施；如图1-3所示，本发明提供了一种浅氢燃气具，包括：
53.天然气加氢变比混合系统，通过采用在线数据控制混合，根据系统工况变化，控制天然气和氢气的混合比例，提供相应掺氢比的浅氢天然气混合气体；
54.管道及工艺处理监测系统，通过在浅氢天然气混合气体管道上及管道焊接部位进行工艺处理优化及气体采样监测，监测跟踪管道及焊接部位的状态；
55.天然气加氢混合参数系统，根据天然气掺氢气体燃料的特性，控制掺混比、空燃比及预热空气温度参数，进而控制浅氢天然气混合气体燃烧特性；
56.微混燃烧射流浅氢化系统，通过调整缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，加强出口浅氢气体均匀性进行浅氢燃气低排放高效燃烧。
57.上述技术方案的工作原理为，本发明提供了一种浅氢燃气具，包括：天然气加氢变比混合系统，通过采用在线数据控制混合，根据系统工况变化，控制天然气和氢气的混合比例，提供相应掺氢比的浅氢天然气混合气体；管道及工艺处理监测系统，通过在浅氢天然气混合气体管道上及管道焊接部位进行工艺处理优化及气体采样监测，监测跟踪管道及焊接部位的状态；天然气加氢混合参数系统，根据天然气掺氢气体燃料的特性，控制掺混比、空燃比及预热空气温度参数，进而控制浅氢天然气混合气体燃烧特性；微混燃烧射流浅氢化系统，通过调整缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，加强出口浅氢气体均匀性进行浅氢燃气低排放高效燃烧；本发明根据天然气加氢(hcng)的混合技术，氢气通过氢气进气管道设置氢气调压器组通入浅氢燃气具，天然气通过天然气进气管道设置天然气调压器组通入浅氢燃气具，浅氢燃气具管道设置多个气压检测单元，天然气和氢气混合后天然气加氢混合气体(hcng)设置气体分析仪；针对天然气和氢气的燃料供给系统的复杂结构特征，设计混合供气系统控制天然气和氢气的混合比例；采用在线数据控制混合技术，随着系统工况变化，及时准确地提供给定掺氢比的hcng混合气；通过天然气加氢变比混合根据系统工况变化，控制天然气和氢气的混合比例；天然气掺氢气体比例不同混合以适应不同工况；逐层加压缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积；天然气的流量受程序控制装置控制；许多金属材料存在氢脆问题，导致材料韧性降低和疲劳裂纹扩展速率增加，从而可导致材料在服役期间失效；氢脆对不同牌号钢材的影响不同，但都会导致材料性能恶化；小尺寸零件如螺栓、弹簧、铆钉等由于其加工成型时变形量大，晶粒粒径小，更容易发生氢脆问题；同时，氢脆容易发生在管道的焊接部位，在向天然气管道中注入氢气前，应当优化管道的处理工艺；天然气加氢(hcng)的燃烧技术，天然气掺氢后，hcng燃气组分发生变化，天然气的热值、密度、燃烧特性都会随之发生改变，从而导致燃烧器的热负荷、一次空气系数、燃烧稳定性、烟气中的co含量等发生改变；针对天然气加氢(hcng)新型气体燃料的特性，分析掺混比、空燃比、预热空气温度等参数对火焰温度分布、燃烧稳定性、燃烧速率等燃烧特性的影响；可再生能源掺氢示范项目是国内首次尝试将电解水制得的氢气掺入天然气中，设计天然气掺氢在线混合系统，通过试验验证天然气管道与掺氢天然气的适应性，掺氢天然气多元化应用等技术的稳定性和可靠性，突破天然气掺氢技术瓶颈，填补国内天然气管道掺氢示范项目的空白；根据微混燃烧(micro-mixingcombustion,mmc)通过缩小燃料和空气流动混合体积尺度，达到强化出口均匀性实现低nox燃烧；常规天然气预混燃烧室主要通过旋流结构促进燃空混合，以及在喷嘴出口逆压梯度诱导高温烟气回流实现稳焰，而微混燃烧器内燃料和空气多以交叉射流或同轴射流的形式混合，一般不具备空气或燃料旋流
结构，因此微混燃烧具有抑制回火、自点火的优势，尤其对于火焰传播速度较高的混氢燃料降低排放。
58.上述技术方案的有益效果为，本发明提供了一种浅氢燃气具，包括：天然气加氢变比混合系统，通过采用在线数据控制混合，根据系统工况变化，控制天然气和氢气的混合比例，提供相应掺氢比的浅氢天然气混合气体；管道及工艺处理监测系统，通过在浅氢天然气混合气体管道上及管道焊接部位进行工艺处理优化及气体采样监测，监测跟踪管道及焊接部位的状态；天然气加氢混合参数系统，根据天然气掺氢气体燃料的特性，控制掺混比、空燃比及预热空气温度参数，进而控制浅氢天然气混合气体燃烧特性；微混燃烧射流浅氢化系统，通过调整缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，加强出口浅氢气体均匀性进行浅氢燃气低排放高效燃烧；本发明根据天然气加氢的混合，氢气通过氢气进气管道设置氢气调压器组通入浅氢燃气具，天然气通过天然气进气管道设置天然气调压器组通入浅氢燃气具，浅氢燃气具管道设置多个气压检测单元，天然气和氢气混合后天然气加氢混合气体设置气体分析仪；针对天然气和氢气的燃料供给系统的复杂结构特征，设计混合供气系统控制天然气和氢气的混合比例；采用在线数据控制混合，随着系统工况变化，及时准确地提供给定掺氢比的混合气；通过天然气加氢变比混合根据系统工况变化，控制天然气和氢气的混合比例；天然气掺氢气体比例不同混合以适应不同工况；逐层加压缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积；天然气的流量受程序控制装置控制；能够减轻金属材料存在的氢脆问题；同时优化氢脆容易发生的管道焊接部位，优化管道的处理工艺；天然气加氢的燃烧技术燃气组分发生变化，天然气的热值、密度、燃烧特性都会随之改变，从而导致燃烧器的热负荷、一次空气系数、燃烧稳定性、烟气中的co含量等发生改变，根据本发明的方案可以进一步优化；针对天然气加氢新型气体燃料的特性，分析掺混比、空燃比、预热空气温度等参数对火焰温度分布、燃烧稳定性、燃烧速率等燃烧特性的影响；可再生能源掺氢示范项目是国内首次尝试将电解水制得的氢气掺入天然气中，设计天然气掺氢在线混合系统，通过试验验证天然气管道与掺氢天然气的适应性，掺氢天然气多元化应用等技术的稳定性和可靠性，突破天然气掺氢技术瓶颈，填补国内天然气管道掺氢示范项目的空白；根据微混燃烧通过缩小燃料和空气流动混合体积尺度，达到强化出口均匀性实现低nox燃烧；常规天然气预混燃烧室主要通过旋流结构促进燃空混合，以及在喷嘴出口逆压梯度诱导高温烟气回流实现稳焰，而微混燃烧器内燃料和空气多以交叉射流或同轴射流的形式混合，一般不具备空气或燃料旋流结构，因此本发明的微混燃烧具有抑制回火、自点火的优势，可以实现低排放高效燃烧。
59.在一个实施例中，所述天然气加氢变比混合系统包括：
60.在线数据系统工况子系统，用于通过在线数据接口连接浅氢燃气具系统工况数据信息中心，获得浅氢燃气具系统工况数据；
61.系统工况混合调节子系统，用于根据浅氢燃气具系统工况数据，推算适合的天然气和氢气的混合比例，获得天然气氢气混合比例数据；
62.混合比例控制供源子系统，用于根据天然气氢气混合比例数据控制天然气和氢气的气体供源，提供适应于天然气氢气混合比例的天然气供源和氢气供源，并进行初步混合获得初步混合浅氢天然气混合气体。
63.上述技术方案的工作原理为，所述天然气加氢变比混合系统包括：在线数据系统
工况子系统，用于通过在线数据接口连接浅氢燃气具系统工况数据信息中心，获得浅氢燃气具系统工况数据；系统工况混合调节子系统，用于根据浅氢燃气具系统工况数据，推算适合的天然气和氢气的混合比例，获得天然气氢气混合比例数据；混合比例控制供源子系统，用于根据天然气氢气混合比例数据控制天然气和氢气的气体供源，提供适应于天然气氢气混合比例的天然气供源和氢气供源，并进行初步混合获得初步混合浅氢天然气混合气体；根据工况数据分析反馈调节天然气和氢气的混合比例。
64.上述技术方案的有益效果为，所述天然气加氢变比混合系统包括：在线数据系统工况子系统，用于通过在线数据接口连接浅氢燃气具系统工况数据信息中心，获得浅氢燃气具系统工况数据；系统工况混合调节子系统，用于根据浅氢燃气具系统工况数据，推算适合的天然气和氢气的混合比例，获得天然气氢气混合比例数据；混合比例控制供源子系统，用于根据天然气氢气混合比例数据控制天然气和氢气的气体供源，提供适应于天然气氢气混合比例的天然气供源和氢气供源，并进行初步混合获得初步混合浅氢天然气混合气体；根据工况数据分析反馈调节天然气和氢气的混合比例；改变天然气和氢气固定混合比例，优化浅氢天然气混合气体对所处工况的适应性。
65.在一个实施例中，所述管道及工艺处理监测系统包括：管道防腐焊接气密子系统，用于通过管道防腐处理及连接焊接接口气密工艺处理，进行浅氢天然气混合气体腐蚀防护及浅氢天然气混合气体气密防护；浅氢燃气混合管道子系统，用于通过浅氢天然气混合气体防分层阻回火结构管道进行浅氢天然气混合气体输送；管道监测连接跟踪子系统，用于在浅氢天然气混合气体管道上设置气体采样监测单元，监测跟踪管道及焊接部位的状态。
66.上述技术方案的工作原理为，所述管道及工艺处理监测系统包括：管道防腐焊接气密子系统，用于通过管道防腐处理及连接焊接接口气密工艺处理，进行浅氢天然气混合气体腐蚀防护及浅氢天然气混合气体气密防护；浅氢燃气混合管道子系统，用于通过浅氢天然气混合气体防分层阻回火结构管道进行浅氢天然气混合气体输送；管道监测连接跟踪子系统，用于在浅氢天然气混合气体管道上设置气体采样监测单元，监测跟踪管道及焊接部位的状态；浅氢天然气混合气体防分层阻回火结构管道在管道内部分段设置单向压差开启舌片，气流作用下打开通气并在浅氢天然气混合不均匀时舌片开启角度变化摆动。
67.上述技术方案的有益效果为，所述管道及工艺处理监测系统包括：管道防腐焊接气密子系统，用于通过管道防腐处理及连接焊接接口气密工艺处理，进行浅氢天然气混合气体腐蚀防护及浅氢天然气混合气体气密防护；浅氢燃气混合管道子系统，用于通过浅氢天然气混合气体防分层阻回火结构管道进行浅氢天然气混合气体输送；管道监测连接跟踪子系统，用于在浅氢天然气混合气体管道上设置气体采样监测单元，监测跟踪管道及焊接部位的状态；浅氢天然气混合气体防分层阻回火结构管道在管道内部分段设置单向压差开启舌片，气流作用下打开通气并在浅氢天然气混合不均匀时舌片开启角度变化摆动，使浅氢天然气混合均匀并分段防止回火。
68.在一个实施例中，所述天然气加氢混合参数系统包括：
69.气体燃料特性模型子系统，用于根据天然气掺氢气体燃料的特性生成天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型；
70.掺混空燃预热参数子系统，用于将浅氢天然气混合气体数据和空气掺混数据输入天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型，进行燃烧前混合推算，获得掺混空燃预热参数；
71.参数信号转换控制子系统，用于通过参数读取信号转换单元将掺混空燃预热参数转化为系统控制信号，通过系统控制信号进而控制浅氢天然气混合气体燃烧特性。
72.上述技术方案的工作原理为，所述天然气加氢混合参数系统包括：气体燃料特性模型子系统，用于根据天然气掺氢气体燃料的特性生成天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型；掺混空燃预热参数子系统，用于将浅氢天然气混合气体数据和空气掺混数据输入天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型，进行燃烧前混合推算，获得掺混空燃预热参数；参数信号转换控制子系统，用于通过参数读取信号转换单元将掺混空燃预热参数转化为系统控制信号，通过系统控制信号进而控制浅氢天然气混合气体燃烧特性；根据气体密度、混合比例及燃烧特性相关气体特征，生成特征参数数据集，将特征参数数据集按照混合规律和设定规则建立天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型。
73.上述技术方案的有益效果为，所述天然气加氢混合参数系统包括：气体燃料特性模型子系统，用于根据天然气掺氢气体燃料的特性生成天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型；掺混空燃预热参数子系统，用于将浅氢天然气混合气体数据和空气掺混数据输入天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型，进行燃烧前混合推算，获得掺混空燃预热参数；参数信号转换控制子系统，用于通过参数读取信号转换单元将掺混空燃预热参数转化为系统控制信号，通过系统控制信号进而控制浅氢天然气混合气体燃烧特性；根据气体密度、混合比例及燃烧特性相关气体特征，生成特征参数数据集，将特征参数数据集按照混合规律和设定规则建立天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型；能够进一步控制提高浅氢天然气混合气体燃烧特性。
74.在一个实施例中，所述微混燃烧射流浅氢化系统包括：
75.燃烧特性空气混合子系统，用于根据浅氢天然气混合气体燃烧特性控制信号，进行适应浅氢天然气混合气体燃烧特性的浅氢天然气混合气体与空气混合态；
76.空气混合腔室增压子系统，用于通过空气混合增压腔室调整缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，将浅氢天然气混合气体与空气混合态进行多级混合增强压缩；
77.均匀低排出口燃烧子系统，用于通过均匀低排喷气出口将多级混合增强压缩气体喷出到燃烧室进行浅氢燃气低排放高效燃烧。
78.上述技术方案的工作原理为，所述微混燃烧射流浅氢化系统包括：燃烧特性空气混合子系统，用于根据浅氢天然气混合气体燃烧特性控制信号，进行适应浅氢天然气混合气体燃烧特性的浅氢天然气混合气体与空气混合态；空气混合腔室增压子系统，用于通过空气混合增压腔室调整缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，将浅氢天然气混合气体与空气混合态进行多级混合增强压缩；均匀低排出口燃烧子系统，用于通过均匀低排喷气出口将多级混合增强压缩气体喷出到燃烧室进行浅氢燃气低排放高效燃烧；。
79.上述技术方案的有益效果为，所述微混燃烧射流浅氢化系统包括：
80.燃烧特性空气混合子系统，用于根据浅氢天然气混合气体燃烧特性控制信号，进行适应浅氢天然气混合气体燃烧特性的浅氢天然气混合气体与空气混合态；
81.空气混合腔室增压子系统，用于通过空气混合增压腔室调整缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，将浅氢天然气混合气体与空气混合态进行多级混合增强压缩；
82.均匀低排出口燃烧子系统，用于通过均匀低排喷气出口将多级混合增强压缩气体喷出到燃烧室进行浅氢燃气低排放高效燃烧。
83.在一个实施例中，所述系统工况混合调节子系统包括：
84.工况数据实时传输单元，用于将浅氢燃气具系统工况数据传输到系统数据逻辑指令转换器，转换为工况数据逻辑指令；
85.数据接收逻辑推算单元，用于根据工况数据逻辑指令推算系统工况对应的天然气和氢气的混合比例，并将逻辑推算结果传输到混合比例数据输出单元；
86.混合比例数据输出单元，用于将逻辑推算结果转换为系统数据信息，获得天然气氢气混合比例数据。
87.上述技术方案的工作原理为，所述系统工况混合调节子系统包括：工况数据实时传输单元，用于将浅氢燃气具系统工况数据传输到系统数据逻辑指令转换器，转换为工况数据逻辑指令；数据接收逻辑推算单元，用于根据工况数据逻辑指令推算系统工况对应的天然气和氢气的混合比例，并将逻辑推算结果传输到混合比例数据输出单元；混合比例数据输出单元，用于将逻辑推算结果转换为系统数据信息，获得天然气氢气混合比例数据；通过数据实时传输及数据参数自动智能提取进行自主逻辑编程，逻辑编程模拟数据转换为离散天然气氢气混合比例数据。
88.上述技术方案的有益效果为，所述系统工况混合调节子系统包括：工况数据实时传输单元，用于将浅氢燃气具系统工况数据传输到系统数据逻辑指令转换器，转换为工况数据逻辑指令；数据接收逻辑推算单元，用于根据工况数据逻辑指令推算系统工况对应的天然气和氢气的混合比例，并将逻辑推算结果传输到混合比例数据输出单元；混合比例数据输出单元，用于将逻辑推算结果转换为系统数据信息，获得天然气氢气混合比例数据；通过数据实时传输及数据参数自动智能提取进行自主逻辑编程，逻辑编程模拟数据转换为离散天然气氢气混合比例数据；能够提高系统工况混合调节自主逻辑编程的自主灵活性，并使天然气氢气混合比例数据更加精确。
89.在一个实施例中，所述管道监测连接跟踪子系统包括：
90.气体检测多点传感单元，用于在浅氢天然气混合气体管道上设置气体采样监测单元，通过多点气体检测传感器设置于管道检测段及管道焊接部位，多点检测天然气和氢气对管道的腐蚀渗出；
91.传感信号跟踪控制单元，用于根据气体检测多点传感单元的多点传感检测信号，当出现天然气和氢气对管道的腐蚀渗出情况时，控制发出触发信号到泄漏触发声音报警单元；
92.泄漏触发声音报警单元，用于根据传感信号跟踪控制单元的触发信号触发声音报警提示出现天然气或氢气泄漏，监测跟踪管道及焊接部位的状态。
93.上述技术方案的工作原理为，所述管道监测连接跟踪子系统包括：气体检测多点传感单元，用于在浅氢天然气混合气体管道上设置气体采样监测单元，通过多点气体检测传感器设置于管道检测段及管道焊接部位，多点检测天然气和氢气对管道的腐蚀渗出；传感信号跟踪控制单元，用于根据气体检测多点传感单元的多点传感检测信号，当出现天然气和氢气对管道的腐蚀渗出情况时，控制发出触发信号到泄漏触发声音报警单元；泄漏触发声音报警单元，用于根据传感信号跟踪控制单元的触发信号触发声音报警提示出现天然
气或氢气泄漏，监测跟踪管道及焊接部位的状态；根据气体检测多点传感气体采样监测，多点检测天然气和氢气对管道的腐蚀渗出，传感信号跟踪控制当出现天然气或氢气泄漏时触发信号触发声音报警。
94.上述技术方案的有益效果为，所述管道监测连接跟踪子系统包括：气体检测多点传感单元，用于在浅氢天然气混合气体管道上设置气体采样监测单元，通过多点气体检测传感器设置于管道检测段及管道焊接部位，多点检测天然气和氢气对管道的腐蚀渗出；传感信号跟踪控制单元，用于根据气体检测多点传感单元的多点传感检测信号，当出现天然气和氢气对管道的腐蚀渗出情况时，控制发出触发信号到泄漏触发声音报警单元；泄漏触发声音报警单元，用于根据传感信号跟踪控制单元的触发信号触发声音报警提示出现天然气或氢气泄漏，监测跟踪管道及焊接部位的状态；根据气体检测多点传感气体采样监测，多点检测天然气和氢气对管道的腐蚀渗出，传感信号跟踪控制当出现天然气或氢气泄漏时触发信号触发声音报警；能够多点检测天然气和氢气对管道的腐蚀渗出，并在出现天然气或氢气泄漏时可以进行报警提示，大幅提高系统管道的安全性并及时发现天然气或氢气泄漏。
95.在一个实施例中，所述掺混空燃预热参数子系统包括：
96.混合掺空数据输入单元，用于将浅氢天然气混合气体数据和空气掺混数据输入天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型；
97.燃烧环境模型模拟单元，用于天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型根据燃烧环境进行天然气掺氢气体燃料混合空气的掺空比模拟；
98.空燃预热参数推算单元，用于根据天然气掺氢气体燃料混合空气的掺空比模拟，进行燃烧前混合推算，获得掺混空燃预热参数。
99.上述技术方案的工作原理为，所述掺混空燃预热参数子系统包括：
100.混合掺空数据输入单元，用于将浅氢天然气混合气体数据和空气掺混数据输入天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型；
101.燃烧环境模型模拟单元，用于天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型根据燃烧环境进行天然气掺氢气体燃料混合空气的掺空比模拟；
102.空燃预热参数推算单元，用于根据天然气掺氢气体燃料混合空气的掺空比模拟，进行燃烧前混合推算，获得掺混空燃预热参数；计算天然气掺氢气体燃料混合空气燃烧生成热量值，计算公式如下：
[0103][0104]
其中，rhtk表示天然气掺氢气体燃料混合空气燃烧生成热量值，ck表示空气在预热温度tk时的比热容值，lk表示空气的利用系数，chr表示天然气掺氢气体燃料混合气体在预热温度thr时的比热容值，lhr表示天然气掺氢气体燃料混合气体的燃烧率系数，dhr表示天然气掺氢气体中天然气浓度占比的调节系数，drh表示天然气掺氢气体中氢气浓度占比的调节系数，qrh表示气体低发热值；通过计算天然气掺氢气体燃料混合空气燃烧生成热量值参数，提高天然气掺氢气体燃料混合空气燃烧效率。
[0105]
上述技术方案的有益效果为，所述掺混空燃预热参数子系统包括：混合掺空数据
输入单元，用于将浅氢天然气混合气体数据和空气掺混数据输入天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型；燃烧环境模型模拟单元，用于天然气掺氢气体燃料混合空气特性模型根据燃烧环境进行天然气掺氢气体燃料混合空气的掺空比模拟；空燃预热参数推算单元，用于根据天然气掺氢气体燃料混合空气的掺空比模拟，进行燃烧前混合推算，获得掺混空燃预热参数；计算天然气掺氢气体燃料混合空气燃烧生成热量值，其中，rhtk表示天然气掺氢气体燃料混合空气燃烧生成热量值，ck表示空气在预热温度tk时的比热容值，lk表示空气的利用系数，chr表示天然气掺氢气体燃料混合气体在预热温度thr时的比热容值，lhr表示天然气掺氢气体燃料混合气体的燃烧率系数，dhr表示天然气掺氢气体中天然气浓度占比的调节系数，drh表示天然气掺氢气体中氢气浓度占比的调节系数，qrh表示气体低发热值；通过计算天然气掺氢气体燃料混合空气燃烧生成热量值参数，提高天然气掺氢气体燃料混合空气燃烧效率。
[0106]
在一个实施例中，所述空气混合腔室增压子系统包括：
[0107]
空气压缩多级增压单元，用于通过空气压缩装置将预混合空气进行压缩；所述空气压缩装置具有多级空气增压；
[0108]
浅氢然气压缩调整单元，用于根据多级空气增压所加的空气增加级别，调整浅氢天然气混合气体输入，缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度；
[0109]
掺空混合流动压缩单元，用于通过单向气流多隔断流动腔室，将浅氢天然气混合气体燃烧空气混合态进行多级混合增强压缩；单向气流多隔断流动腔室包括：防爆腔体、多层单向隔断片、回火传感气源切断装置；防爆腔体包括一段变径连接浅氢天然气混合气体和空气流动管道的连接腔体、方形内腔室、内腔室排列多个隔断片插接槽、隔断片开启回弹片；当出口燃烧突发异常如发生回火时，多层单向隔断片，从最外层开始回燃气压大于供气压力，多层单向隔断片逐层隔断气流，逐层阻挡回火引燃腔室内混合气体或传导到供气管道，并通过回火传感气源切断装置检测到回火发生立刻切断浅氢天然气混合气体和空气输送；多层单向隔断片为长方形，斜插在隔断片插接槽内，倾斜锐角一面接触隔断片开启弹片；多层单向隔断片在气流的作用下逐层打开，将浅氢天然气混合气体与空气混合态进行多级混合增强压缩。
[0110]
上述技术方案的工作原理为，所述空气混合腔室增压子系统包括：
[0111]
空气压缩多级增压单元，用于通过空气压缩装置将预混合空气进行压缩；所述空气压缩装置具有多级空气增压；
[0112]
浅氢然气压缩调整单元，用于根据多级空气增压所加的空气增加级别，调整浅氢天然气混合气体输入，缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度；
[0113]
掺空混合流动压缩单元，用于通过单向气流多隔断流动腔室，将浅氢天然气混合气体燃烧空气混合态进行多级混合增强压缩；单向气流多隔断流动腔室包括：防爆腔体、多层单向隔断片、回火传感气源切断装置；防爆腔体包括一段变径连接浅氢天然气混合气体和空气流动管道的连接腔体、方形内腔室、内腔室排列多个隔断片插接槽、隔断片开启回弹片；当出口燃烧突发异常如发生回火时，多层单向隔断片，从最外层开始回燃气压大于供气压力，多层单向隔断片逐层隔断气流，逐层阻挡回火引燃腔室内混合气体或传导到供气管道，并通过回火传感气源切断装置检测到回火发生立刻切断浅氢天然气混合气体和空气输送；多层单向隔断片为长方形，斜插在隔断片插接槽内，倾斜锐角一面接触隔断片开启弹
片；多层单向隔断片在气流的作用下逐层打开，将浅氢天然气混合气体与空气混合态进行多级混合增强压缩。
[0114]
上述技术方案的有益效果为，所述空气混合腔室增压子系统包括：空气压缩多级增压单元，用于通过空气压缩装置将预混合空气进行压缩；所述空气压缩装置具有多级空气增压；浅氢然气压缩调整单元，用于根据多级空气增压所加的空气增加级别，调整浅氢天然气混合气体输入，缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度；掺空混合流动压缩单元，用于通过单向气流多隔断流动腔室，将浅氢天然气混合气体燃烧空气混合态进行多级混合增强压缩；单向气流多隔断流动腔室包括：防爆腔体、多层单向隔断片、回火传感气源切断装置；防爆腔体包括一段变径连接浅氢天然气混合气体和空气流动管道的连接腔体、方形内腔室、内腔室排列多个隔断片插接槽、隔断片开启回弹片；当出口燃烧突发异常如发生回火时，多层单向隔断片，从最外层开始回燃气压大于供气压力，多层单向隔断片逐层隔断气流，逐层阻挡回火引燃腔室内混合气体或传导到供气管道，并通过回火传感气源切断装置检测到回火发生立刻切断浅氢天然气混合气体和空气输送；多层单向隔断片为长方形，斜插在隔断片插接槽内，倾斜锐角一面接触隔断片开启弹片；多层单向隔断片在气流的作用下逐层打开，将浅氢天然气混合气体与空气混合态进行多级混合增强压缩；能够缩小浅氢天然气混合气体和空气流动混合体积尺度，能够提高气体流动混合的成分比例并保持稳定。
[0115]
在一个实施例中，所述均匀低排出口燃烧子系统包括：
[0116]
均匀低排喷气出口单元，用于通过旋涡状喷口结构，将多级混合增强压缩气体喷出到燃烧室；旋涡状喷口结构包括：三向旋涡喷气口、喷气口多构型排布环、喷气口排布调整装置；三向旋涡喷气口由顺序倾斜角度一致的三个喷气孔组成，多级混合增强压缩气体喷出后在三向喷流作用下形成气流垂向旋涡，进一步吸收气流周围空气助燃减排；喷气口多构型排布环将三向旋涡喷气口排布成不同构型组合，贴合适应不同的被加热物外形；喷气口排布调整装置通过多环螺旋升降台托载喷气口多构型排布环，多环螺旋升降台底部具有升降螺纹柱支撑并在升降螺纹柱底端设置旋转齿轮，旋转齿轮铰接调节齿轮，调节齿轮轴与调节旋钮通过调节连杆横向连接；
[0117]
喷气出口脉冲点火单元，用于通过电子脉冲点火装置点燃多级混合增强压缩气体；
[0118]
浅氢燃气低排燃烧单元，用于通过网孔燃烧室对浅氢燃气进一步进行低排放高效燃烧；网孔燃烧室由上密下疏的弹性螺旋环装金属丝构成；加热物体时底部气流易于流通，燃烧后顶部热量由较密金属丝阻挡二次导热且热量散失较慢，进行浅氢燃气低排放高效燃烧。
[0119]
上述技术方案的工作原理为，所述均匀低排出口燃烧子系统包括：均匀低排喷气出口单元，用于通过旋涡状喷口结构，将多级混合增强压缩气体喷出到燃烧室；旋涡状喷口结构包括：三向旋涡喷气口、喷气口多构型排布环、喷气口排布调整装置；三向旋涡喷气口由顺序倾斜角度一致的三个喷气孔组成，多级混合增强压缩气体喷出后在三向喷流作用下形成气流垂向旋涡，进一步吸收气流周围空气助燃减排；喷气口多构型排布环将三向旋涡喷气口排布成不同构型组合，贴合适应不同的被加热物外形；喷气口排布调整装置通过多环螺旋升降台托载喷气口多构型排布环，多环螺旋升降台底部具有升降螺纹柱支撑并在升
降螺纹柱底端设置旋转齿轮，旋转齿轮铰接调节齿轮，调节齿轮轴与调节旋钮通过调节连杆横向连接；喷气出口脉冲点火单元，用于通过电子脉冲点火装置点燃多级混合增强压缩气体；浅氢燃气低排燃烧单元，用于通过网孔燃烧室对浅氢燃气进一步进行低排放高效燃烧；网孔燃烧室由上密下疏的弹性螺旋环装金属丝构成；加热物体时底部气流易于流通，燃烧后顶部热量由较密金属丝阻挡二次导热且热量散失较慢，进行浅氢燃气低排放高效燃烧；火焰在气流作用下交叉形成燃烧火焰叠加。
[0120]
上述技术方案的有益效果为，所述均匀低排出口燃烧子系统包括：均匀低排喷气出口单元，用于通过旋涡状喷口结构，将多级混合增强压缩气体喷出到燃烧室；旋涡状喷口结构包括：三向旋涡喷气口、喷气口多构型排布环、喷气口排布调整装置；三向旋涡喷气口由顺序倾斜角度一致的三个喷气孔组成，多级混合增强压缩气体喷出后在三向喷流作用下形成气流垂向旋涡，进一步吸收气流周围空气助燃减排；喷气口多构型排布环将三向旋涡喷气口排布成不同构型组合，贴合适应不同的被加热物外形；喷气口排布调整装置通过多环螺旋升降台托载喷气口多构型排布环，多环螺旋升降台底部具有升降螺纹柱支撑并在升降螺纹柱底端设置旋转齿轮，旋转齿轮铰接调节齿轮，调节齿轮轴与调节旋钮通过调节连杆横向连接；喷气出口脉冲点火单元，用于通过电子脉冲点火装置点燃多级混合增强压缩气体；浅氢燃气低排燃烧单元，用于通过网孔燃烧室对浅氢燃气进一步进行低排放高效燃烧；网孔燃烧室由上密下疏的弹性螺旋环装金属丝构成；加热物体时底部气流易于流通，燃烧后顶部热量由较密金属丝阻挡二次导热且热量散失较慢，进行浅氢燃气低排放高效燃烧；火焰在气流作用下交叉形成燃烧火焰叠加，进一步降低浅氢燃气的排放，提高浅氢燃气燃烧效率。
[0121]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。