一种动态调节掺氢混气均匀度的控制系统、方法、装置与流程

1.本技术涉及气体监测技术领域，尤其涉及一种动态调节掺氢混气均匀度的控制系统、方法、装置。


背景技术：

2.氢能是一种清洁能源，燃烧产物只有水，是未来实现双碳目标的重要能源形式之一。然而在氢能产业链中，氢气的储存和运输是制约大规模氢能利用的关键环节。而利用现有天然气管网掺氢可实现低成本，长距离的氢气运输。城市燃气管网直接向城市端的各类用户供气，用户各类燃烧器对于气质稳定性要求较高，掺氢混气均匀度对于稳定气质来说至关重要。


技术实现要素：

3.本技术提供一种动态调节掺氢混气均匀度的控制系统、方法、装置，以可以实现动态调节混气均匀度，从而可以通过动态控制掺氢混气均匀度，确保掺氢后下游用气气质稳定性，避免在管路中发生分层现象。
4.第一方面，本技术提供了一种动态调节掺氢混气均匀度的控制系统，所述系统包括动力设备、掺氢混合器、掺氢天然气管路、搅动装置、控制器、气相色谱仪；
5.所述动力设备，用于向所述搅动装置、所述控制器、所述气相色谱仪提供动能；
6.所述气相色谱仪，用于对从所述掺氢掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例；
7.所述控制器，用于若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，调节所述搅动装置的转速；
8.所述搅动装置，用于搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。
9.第二方面，本技术提供了一种动态调节掺氢混气均匀度的控制方法，所述方法包括：
10.从掺氢天然气管路抽取掺混天然气；
11.对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例；
12.若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，调节搅动装置的转速；
13.利用所述搅动装置搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气；以及，继续执行所述从掺氢天然气管路中抽取掺混天然气的步骤，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。
14.第三方面，本技术提供了一种动态调节掺氢混气均匀度的控制装置，所述装置包括：
15.抽取单元，用于从掺氢天然气管路抽取掺混天然气；
16.分析单元，用于利用气相色谱仪对从所述掺氢天然气管路中抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例；
17.调节单元，用于若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，调节搅动装置的转速；
18.搅动单元，用于利用所述搅动装置搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气；以及，继续执行所述从掺氢天然气管路抽取掺混天然气的步骤，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。
19.第四方面，本技术提供了一种可读介质，包括执行指令，当电子设备的处理器执行所述执行指令时，所述电子设备执行如第一方面中任一所述的方法。
20.第五方面，本技术提供了一种电子设备，包括处理器以及存储有执行指令的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器执行如第一方面中任一所述的方法。
21.由上述技术方案可以看出，本技术提供了一种动态调节掺氢混气均匀度的控制系统，所述系统包括动力设备、掺氢天然气管路、掺氢混合器、搅动装置、控制器、气相色谱仪；所述动力设备，用于向所述搅动装置、所述控制器、所述气相色谱仪提供动能；所述气相色谱仪，用于对从所述掺氢天然气管路中抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例；所述控制器，用于若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，调节所述搅动装置的转速；所述搅动装置，用于搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。可见，本技术可以实现动态调节混气均匀度，从而可以通过动态控制掺氢混气均匀度，确保掺氢后下游用气气质稳定性，避免在管路中发生分层现象。
22.上述的非惯用的优选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本技术一实施例提供的一种动态调节掺氢混气均匀度的控制系统的系统架构示意图；
25.图2为本技术一实施例提供的动态调节掺氢混气均匀度的控制方法的方法流程示意图；
26.图3为本技术一实施例提供的一种动态调节掺氢混气均匀度的控制装置的结构示意图；
27.图4为本技术一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
28.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.现有的掺氢混合均匀技术多数为静态混合器，城市燃气管网用气存在不均匀度，
下游的用气流量峰谷波动较大，且对气质稳定性要求较高，因此，为保障掺氢混合均匀需要一种动态混合器来动态调节混气均匀度。
30.下面结合附图，详细说明本技术的各种非限制性实施方式。
31.参见图1，示出了本技术实施例中的一种动态调节掺氢混气均匀度的控制系统，所述系统包括动力设备、掺氢天然气管路、掺氢混合器、搅动装置、控制器、气相色谱仪。
32.所述动力设备，用于向所述搅动装置、所述控制器、所述气相色谱仪提供动能。在一种实现方式中，所述动力设备包括蓄电池和光伏板；所述光伏板用于通过光伏发电，并将电能储存在所述蓄电池，以及，向所述搅动装置、所述控制器、所述气相色谱仪提供电能；所述蓄电池，用于向所述搅动装置、所述控制器、所述气相色谱仪提供电能。具体地，可以在掺氢混气撬屋顶铺设光伏板，通过光伏发电，将电能储存在蓄电池中，白天光照条件好，可直接通过光伏发电带动搅动棒控制掺氢天然气混气均匀度，多余电能储存在蓄电池中，在夜晚及光照条件不好时，启动蓄电池供电。其中，掺氢混合器中的气体会流向掺氢天然气管路。
33.所述气相色谱仪，用于对从所述掺氢天然气管路中抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例。在一种实现方式中，所述气相色谱仪，具体用于从所述掺氢天然气管路中的管壁、管中两处抽取掺混天然气，并对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行气质组分分析，得到掺氢比例。
34.所述控制器，用于若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，调节所述搅动装置的转速。在一种实现方式中，所述控制器为plc。其中，所述掺混流量比例可以为预先设置的。
35.所述搅动装置，用于搅动所述掺氢天然气管路中的天然气与氢气，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。所述搅动装置可以包括搅动棒。可以理解的是，利用所述搅动装置搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气；以及，继续执行所述从掺氢天然气管路中抽取掺混天然气的步骤，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。
36.可以理解的是，在掺氢后管路中取管壁、管中两处掺混天然气，送至气相色谱仪，进行气质组分分析出掺氢比例与掺混流量比例对比，如不一致，plc调节搅动装置的转速，使天然气与氢气混合更为均匀，直至气相色谱仪气质组分与流量比例一致。
37.由上述技术方案可以看出，本技术提供了一种动态调节掺氢混气均匀度的控制系统，所述系统包括动力设备搅动装置、控制器、气相色谱仪；所述动力设备，用于向所述搅动装置、所述控制器、所述气相色谱仪提供动能；所述气相色谱仪，用于对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例；所述控制器，用于若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，调节所述搅动装置的转速；所述搅动装置，用于搅动所述掺氢天然气管路中的天然气与氢气，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。可见，本技术可以实现动态调节混气均匀度，从而可以通过动态控制掺氢混气均匀度，确保掺氢后下游用气气质稳定性，避免在管路中发生分层现象。
38.参见图2，示出了本技术实施例中的一种动态调节掺氢混气均匀度的控制方法，所述方法包括：
39.s201：从掺氢天然气管路抽取掺混天然气。
40.例如，可以从所述掺氢天然气管路中的管壁、管中两处抽取掺混天然气。
41.s202：对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例。
42.例如，可以利用气相色谱仪对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例。
43.具体地，可以利用所述气相色谱仪对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例。在一种实现方式中，从所述掺氢天然气管路中的管壁、管中两处抽取掺混天然气，并利用所述气相色谱仪对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析(比如进行气质组分分析)，得到掺氢比例。
44.s203：若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，调节搅动装置的转速。
45.例如，若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，利用控制器调节所述搅动装置的转速。具体地，若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，可以利用控制器调节所述搅动装置的转速。在一种实现方式中，所述控制器为plc(即可编程逻辑控制器)。其中，所述掺混流量比例可以为预先设置的。
46.s204：利用所述搅动装置搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气；以及，继续执行所述从掺氢天然气管路抽取掺混天然气的步骤，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。
47.具体地，可以利用所述搅动装置搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。所述搅动装置可以包括搅动棒。可以理解的是，利用所述搅动装置搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气；以及，继续执行所述从掺氢天然气管路抽取掺混天然气的步骤，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。
48.可以理解的是，在掺氢后管路中取管壁、管中两处掺混天然气，送至气相色谱仪，进行气质组分分析出掺氢比例与掺混流量比例对比，如不一致，plc调节搅动棒的转速，使天然气与氢气混合更为均匀，直至气相色谱仪气质组分与流量比例一致。
49.由上述技术方案可以看出，本技术提供了一种动态调节掺氢混气均匀度的控制方法，所述方法包括：从掺氢天然气管路抽取掺混天然气；对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例；若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，调节搅动装置的转速；利用所述搅动装置搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气；以及，继续执行所述从掺氢天然气管路抽取掺混天然气的步骤，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。可见，本技术可以实现动态调节混气均匀度，从而可以通过动态控制掺氢混气均匀度，确保掺氢后下游用气气质稳定性，避免在管路中发生分层现象。
50.如图3所示，为本技术所述动态调节掺氢混气均匀度的控制装置的一个具体实施例。本实施例所述装置，即用于执行上述实施例所述方法的实体装置。其技术方案本质上与上述实施例一致，上述实施例中的相应描述同样适用于本实施例中。本实施例中所述装置包括：
51.抽取单元301，用于从掺氢天然气管路抽取掺混天然气；
52.分析单元302，用于利用气相色谱仪对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例；
53.调节单元303，用于若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，调节搅动装置的转速；
54.搅动单元304，用于利用所述搅动装置搅动所述掺氢混合器中的天然气与氢气；以及，继续执行所述从掺氢天然气管路抽取掺混天然气的步骤，直至所述掺氢比例与掺混流量比例一致。
55.可选的，所述抽取单元301，用于：
56.从所述掺氢天然气管路中的管壁、管中两处抽取掺混天然气。
57.可选的，所述分析单元302，用于：
58.利用气相色谱仪对从所述掺氢天然气管路抽取的掺混天然气进行分析，得到掺氢比例。
59.可选的，所述搅动单元304，用于：
60.若所述掺氢比例与掺混流量比例不一致，利用控制器调节所述搅动装置的转速。
61.由上述技术方案可以看出，本技术提供了一种动态调节掺氢混气均匀度的控制装置，所述装置可以实现动态调节混气均匀度，从而可以通过动态控制掺氢混气均匀度，确保掺氢后下游用气气质稳定性，避免在管路中发生分层现象。
62.图4是本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(random-access memory，ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
63.处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是isa(industry standardarchitecture，工业标准体系结构)总线、pci(peripheral component interconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(extended industry standardarchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
64.存储器，用于存放执行指令。具体地，执行指令即可被执行的计算机程序。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供执行指令和数据。
65.在一种可能实现的方式中，处理器从非易失性存储器中读取对应的执行指令到内存中然后运行，也可从其它设备上获取相应的执行指令，以在逻辑层面上形成动态调节掺氢混气均匀度的控制装置。处理器执行存储器所存放的执行指令，以通过执行的执行指令实现本技术任一实施例中提供的动态调节掺氢混气均匀度的控制系统。
66.上述如本技术图2所示实施例提供的动态调节掺氢混气均匀度的控制装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述系统的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各系统、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
67.结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，
闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
68.本技术实施例还提出了一种可读介质，该可读存储介质存储有执行指令，存储的执行指令被电子设备的处理器执行时，能够使该电子设备执行本技术任一实施例中提供的动态调节掺氢混气均匀度的控制方法，并具体用于执行上述动态调节掺氢混气均匀度的控制的方法。
69.前述各个实施例中所述的电子设备可以为计算机。
70.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或软件和硬件相结合的形式。
71.本技术中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
72.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、系统、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、系统、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、系统、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
73.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。