有限空间下的掺氢天然气调压系统及方法

技术领域

本发明涉及气体压力控制领域，具体涉及一种有限空间下的掺氢天然气调压系统及方法。

背景技术

目前，随着双碳目标实现进程的不断推进，氢气与掺氢天然气的相关研究正在不断深入、广泛开展。传统天然气与掺氢后天然气在物性参数、对容置材料的性能要求、泄漏扩散速度、泄漏燃爆事故后果与影响范围等方面均有一定差异。相关研究通过计算、模拟等多种手段对其变化规律进行探索，但通过实验模拟和测试是最直观可靠的研究方法，有助于克服模型自身局限性，得到更加真实准确的数据。

城镇燃气的终端用户以城镇居民用户和工业用户为主，城镇燃气一般采用低压管道输送。在城市管道维护抢修过程中，常用带压焊接作业等工艺，在开展此类抢维修操作时会涉及相对压力为50Pa～1000Pa的微压或常压气体环境。天然气掺氢后可能会为带压焊接作业带来新的风险和隐患，包括火苗高度、火头稳定性、火焰温度等燃烧特性，以及焊缝处材料性能改变等多方面因素，上述问题均有待开展进一步实验研究。

由于50Pa～1000Pa的相对压力较低，掺氢天然气的配置压力一般在0.1MPa以上。掺氢天然气由高压力等级降低至低压力等级时，气体体积与压力成负相关关系，压力出现明显下降时体积膨胀率较高，同时气体温度也会出现变化。温度和气体体积的总和变化会导致已经完成调压的气体仍存较大的压力波动，导致实验压力不稳定。因此，掺氢天然气的微压或常压实验对设备的调压稳压能力要求较高，故而在掺氢天然气的运输过程中进行压力调节并保持压力稳定具有一定的技术难度。现有技术一般利用长距离缓冲管道、大体积缓冲罐，或两者结合的方法起到调压后稳压的效果，该类系统占地面积较大，且涉及较多焊缝，天然气掺混氢气后，氢原子在焊缝等处可能出现聚集，导致氢损等问题，为实验带来新的隐患。

现有实验系统中常通过引入缓冲罐或缓冲管道来保证压力的稳定，但缓冲罐为正压容器，可能发生介质泄漏等问题，天然气掺氢后在缓冲管道的密封连接处和焊口处有更高的泄露风险，以上两种方式都会提高实现系统的风险水平，同时缓冲罐或缓冲管道的引入还会造成空间要求和施工维护成本的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种有限空间下的掺氢天然气调压系统及方法，解决现有技术中掺氢天然气调压系统空间利用率低、安全性低、成本高的问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种有限空间下的掺氢天然气调压系统，包括:

主管路，用于设在气源和实验区之间，沿所述主管路内的气体流动方向，所述主管路上依次设有至少一级压力粗调装置和至少一个压力传感装置，所述压力粗调装置用于将流入所述主管路的气体压力调节至目标预设压力范围，所述压力传感装置用于检测经所述主管路进入所述实验区的气体的压力；

至少一条分支管路，所述分支管路的一端连通于所述压力粗调装置和所述压力传感装置之间的主管路上，所述分支管路上设有压力精调装置，所述压力精调装置用于调节并维持所述主管路内的气体压力在目标预设压力范围；

控制系统，与所述压力粗调装置、所述压力传感装置、和所述压力精调装置均电连接，在所述压力粗调装置未将所述主管路的气体压力调节至所述目标预设压力范围时，所述控制系统控制所述压力精调装置动作对所述主管路内的气体进行压力精调。

在一具体实施例中，当所述压力粗调装置未将所述主管路的气体压力调节至第一预设压力范围时，所述控制系统控制所述压力粗调装置动作对所述主管路内的气体进行压力调节；当所述压力粗调装置将所述主管路的气体压力调节至第一预设压力范围时，所述控制系统控制所述压力精调装置动作对所述主管路内的气体进行压力精调。

在一具体实施例中，第一预设压力范围包括第一预设压力区间和第二预设压力区间，第一预设压力区间的最小值大于目标预设压力范围的最大值，第二预设压力区间的最大值小于目标预设压力范围的最小值；当所述压力粗调装置将所述主管路的气体压力调节至第一预设压力范围的第一预设压力区间时，所述控制系统控制所述压力精调装置加大开度对所述主管路内的气体进行压力精调，以使所述主管路内的气体压力在目标预设压力范围；当所述压力粗调装置将所述主管路的气体压力调节至第一预设压力范围的第二预设压力区间时，所述控制系统控制所述压力精调装置减小开度对所述主管路内的气体进行压力精调，以使所述主管路内的气体压力在目标预设压力范围。

在一具体实施例中，所述主管路上设有多级压力粗调装置和多个压力传感装置，沿所述主管路内的气体流动方向，多级所述压力粗调装置和多个所述压力传感装置依次交错间隔设置。

在一具体实施例中，所述掺氢天然气调压系统包括多条分支管路，各条所述分支管路的一端一一对应连通于相邻的所述压力粗调装置和所述压力传感装置之间的主管路上。

在一具体实施例中，掺氢天然气调压系统还包括放空管路，所述放空管路与所述分支管路的另一端相连通，所述放空管路上连接有放空系统。

在一具体实施例中，各条所述分支管路上均设有止回阀，所述止回阀设于所述压力精调装置和所述放空管路之间，所述止回阀用于保持所述主管路的气体自所述分支管路到达所述放空管路的单向通过性。

在一具体实施例中，沿所述主管路内的气体流动方向，所述主管路上依次设有第一压力粗调装置、第一压力传感装置、第二压力粗调装置、和第二压力传感装置，所述第一压力粗调装置和所述第一压力传感装置之间引出有第一分支管路，所述第一分支管路上依次设有第一压力精调装置和第一止回阀，所述第二压力粗调装置和所述第二压力传感装置之间引出有第二分支管路，所述第二分支管路上依次设有第二压力精调装置和第二止回阀。

本发明还提供一种有限空间下的掺氢天然气调压方法，所述掺氢天然气调压方法采用如上所述具有一级调压功能的掺氢天然气调压系统实现，所述掺氢天然气调压方法包括以下步骤：

利用所述压力粗调装置对所述主管路的气体压力按目标预设压力范围进行压力调节；

在所述压力粗调装置调节完成后，获取所述压力传感装置的压力信号，当所述压力粗调装置调节到位时，向实验区通入调压后的掺氢天然气；在所述压力粗调装置调节不到位的情况下，进行压力信号与第一预设压力范围的比较；

当获取所述压力传感装置的压力信号高于第一预设压力范围的最大值时，控制所述压力粗调装置加大开度，以将主管路的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取所述压力传感装置的压力信号低于第一预设压力范围的最小值时，控制所述压力粗调装置减小开度，以将主管路的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取所述压力传感装置的压力信号处于第一预设压力范围时，根据压力信号与目标预设压力范围的正向或负向差值，控制所述压力精调装置加大或减小开度，以调节并维持主管路的气体压力在目标预设压力范围；

当再次获取所述压力传感装置的压力信号处于目标预设压力范围时，向实验区通入调压后的掺氢天然气。

本发明还提供一种有限空间下的掺氢天然气调压方法，所述掺氢天然气调压方法采用如上所述具有二级调压功能的掺氢天然气调压系统实现，所述掺氢天然气调压方法包括以下步骤：

利用所述第一压力粗调装置对所述主管路的气体压力按目标预设压力范围进行压力调节；

在所述第一压力粗调装置调节完成后，获取所述第一压力传感装置的压力信号，当所述第一压力粗调装置调节到位时，向实验区通入调压后的掺氢天然气；在所述第一压力粗调装置调节不到位的情况下，进行压力信号与第一预设压力范围的比较；

当获取所述第一压力传感装置的压力信号高于第一预设压力范围的最大值时，控制所述第一压力粗调装置加大开度，以将主管路的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取所述第一压力传感装置的压力信号低于第一预设压力范围的最小值时，控制所述第一压力粗调装置减小开度，以将主管路的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取所述第一压力传感装置的压力信号处于第一预设压力范围时，根据压力信号与目标预设压力范围的正向或负向差值，控制所述第一压力精调装置加大或减小开度，以调节并维持主管路的气体压力在目标预设压力范围；

在所述第一压力精调装置调节完成后，获取所述第一压力传感装置的压力信号处于目标预设压力范围时，获取所述第二压力传感装置的压力信号，当所述主管路的气体压力稳定在目标预设压力范围时，向实验区通入调压后的掺氢天然气；当所述主管路的气体压力波动在目标预设压力范围外时，进行压力信号与第二预设压力范围的比较；

当获取所述第二压力传感装置的压力信号高于第二预设压力范围的最大值时，控制所述第二压力粗调装置加大开度，以将主管路的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取所述第二压力传感装置的压力信号低于第一预设压力范围的最小值时，控制所述第二压力粗调装置减小开度，以将主管路的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取所述第二压力传感装置的压力信号处于第二预设压力范围时，根据压力信号与目标预设压力范围的正向或负向差值，控制所述第二压力精调装置加大或减小开度，以调节并维持主管路的气体压力在目标预设压力范围；

当再次获取所述第二压力传感装置的压力信号处于目标预设压力范围时，向实验区通入调压后的掺氢天然气。

本发明的特点及优点是：

1、本发明的掺氢天然气调压系统通过设置与控制系统电连接的调压装置和检测装置，实现气体压力检测、调节和稳压的自动化，一步到位。

2、本发明的掺氢天然气调压系统空间利用率高，减少掺氢天然气实验系统对空间的需求，使系统建设的设计更加简单。

3、本发明的掺氢天然气调压系统可在不引入新的压力容器等高风险设备的情况下，指导现有实验系统的改造，提高实验系统的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具有一级调压功能的掺氢天然气调压系统的组成示意图；

图2为本发明具有二级调压功能的掺氢天然气调压系统的组成示意图；

图3为本发明具有一级调压功能的掺氢天然气调压系统的调压流程图。

附图标号说明：

1、主管路；2、控制系统；3、放空管路；4、第一压力粗调装置；5、第一压力传感装置；6、第二压力粗调装置；7、第二压力传感装置；8、第一分支管路；9、第一压力精调装置；10、第一止回阀；11、第二分支管路；12、第二压力精调装置；13、第二止回阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供一种有限空间下的掺氢天然气调压系统，包括:主管路1，用于设在气源和实验区之间，沿主管路1内的气体流动方向，也即自气源至实验区的主管路1方向，主管路1上依次设有至少一级压力粗调装置和至少一个压力传感装置，压力粗调装置用于将流入主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围，压力传感装置用于检测经主管路1进入实验区的气体的压力；至少一条分支管路，分支管路的一端连通于压力粗调装置和压力传感装置之间的主管路1上，分支管路上设有用于调节并维持主管路1内的气体压力在目标预设压力范围的压力精调装置；控制系统2，与压力粗调装置、压力传感装置、和压力精调装置均电连接，以实现主管路1的气体压力的自动检测和调控，在压力粗调装置未将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围时，控制系统2控制压力精调装置动作对主管路1内的气体进行压力精调，以使主管路1内的气体压力稳定在目标预设压力范围。其中，压力粗调装置可以采用电控调压阀，压力传感装置可以采用电传感器，压力精调装置可以采用电磁截止阀。具体的，当主管路1上仅设有一个压力传感装置时，压力传感装置于靠近实验区的主管路1末端设置。

在本申请所列举的一些实施例中，掺氢天然气调压系统主要以包括两级压力粗调装置、两个压力传感装置、以及两条分支管路为例进行举例说明。当然，在其他实施例中，该掺氢天然气调压系统可以包括更多级组合，例如三级压力粗调装置、三个压力传感装置、以及三条分支管路组合成具有三级调压功能的掺氢天然气调压系统；当然，也可以包括一级压力粗调装置、一个压力传感装置、以及一条分支管路组合成具有一级调压功能的掺氢天然气调压系统；具体可根据现场首次调压至目标预设范围后管路内的气体压力保持情况进行适应性设置。

为便于控制系统2对主管路1的气体压力的灵活调控，控制系统2内根据主管路1的气体压力调节过程对应设有第一预设压力范围、第二预设压力范围、和目标预设压力范围，其中，第一预设压力范围和第二预设压力范围均与目标预设压力范围无交集，第一预设压力范围和第二预设压力范围可以为相同或不同或部分相同，本发明对此不做限制。

根据本发明的一个实施方式，当压力传感装置反馈控制系统2的压力信号在第一预设压力范围之外时，即压力粗调装置未能将主管路1的气体压力调节至第一预设压力范围时，控制系统2以目标预设压力范围为目标控制压力粗调装置动作对主管路1内的气体进行压力调节；当压力传感装置反馈控制系统2的压力信号在第一预设压力范围时，即压力粗调装置将主管路1的气体压力调节至第一预设压力范围时，控制系统2以目标预设压力范围为目标控制压力精调装置动作对主管路1内的气体进行压力精调，以使主管路1内的气体压力稳定在目标预设压力范围。

进一步的，第一预设压力范围可以包括多个预设压力区间，例如可以包括：第一预设压力区间和第二预设压力区间，第一预设压力区间的最小值大于目标预设压力范围的最大值，第二预设压力区间的最大值小于目标预设压力范围的最小值，也即目标预设压力范围为闭区间，第一预设压力区间为左开右闭区间，第二预设压力区间为左闭右开区间。当压力传感装置反馈控制系统2的压力信号在第一预设压力范围的第一预设压力区间时，即第一压力粗调装置4将主管路1的气体压力调节至第一预设压力范围的第一预设压力区间时，控制系统2控制压力精调装置加大开度对主管路1内的气体进行压力精调，以使主管路1内的气体压力稳定在目标预设压力范围；当压力传感装置反馈控制系统2的压力信号在第一预设压力范围的第二预设压力区间时，即压力粗调装置将主管路1的气体压力调节至第一预设压力范围的第二预设压力区间时，控制系统2控制压力精调装置减小开度对主管路1内的气体进行压力精调，以使主管路1内的气体压力稳定在目标预设压力范围。

根据本发明的一个实施方式，主管路1上设有多级压力粗调装置和多个压力传感装置，沿主管路1内的气体流动方向，多级压力粗调装置和多个压力传感装置依次交错间隔设置。如此，多级压力粗调装置为主管路1内的气体压力调节提供多级可调条件，同时避免调节后的气体因在到达实验区的管路段上产生的气压波动对实验造成影响。具体的，压力传感装置可以是设于进入实验区前主管路1上的一个，也可以是对应设于多级压力粗调装置之后的多个，本发明对此不做限制。

进一步的，掺氢天然气调压系统包括多条分支管路，各条分支管路的一端一一对应连通于相邻的压力粗调装置和压力传感装置之间的主管路1上。通过一一对应设置的分支管路，实现同级压力粗调装置将主管路1的气体压力调节至第一预设压力范围时的对应精调。通过于分支管路后设置的压力传感装置，实现同一压力传感装置对设于其前端的压力粗调装置和压力精调装置多次调节结果的检测反馈，既减少了设置数量又提高了使用率。具体的，分支管路可以是一一对应设于多级压力粗调装置之后的多条，也可以是同级压力粗调装置之后间隔设置的多条，亦可以是多级压力粗调装置之后的一条，本发明对此不做限制。

根据本发明的一个实施方式，掺氢天然气调压系统还包括放空管路3，放空管路3与分支管路的另一端相连通，即主管路1通过分支管路与放空管路3相连，放空管路3上连接有放空系统。通过引入放空系统而非缓冲罐，提高实验系统的安全性。在本实施例中，放空管路3还与实验区相连。

根据本发明的一个实施方式，各条分支管路上均设有止回阀，止回阀设于压力精调装置和放空管路3之间，止回阀用于保持主管路1的气体自分支管路到达放空管路3的单向通过性。在本实施例中，止回阀为单向阀。

根据本发明的一个实施方式，沿主管路1内的气体流动方向，主管路1上依次设有第一压力粗调装置4、第一压力传感装置5、第二压力粗调装置6、和第二压力传感装置7，第一压力粗调装置4和第一压力传感装置5之间引出有第一分支管路8，沿第一分支管路8内的气体流动方向，第一分支管路8上依次设有第一压力精调装置9和第一止回阀10，第二压力粗调装置6和第二压力传感装置7之间引出有第二分支管路11，沿第二分支管路11内的气体流动方向，第二分支管路11上依次设有第二压力精调装置12和第二止回阀13。

基于以上描述，本发明的掺氢天然气调压系统具有以下有益效果：

本发明所提供的掺氢天然气调压系统通过设置与控制系统2电连接的调压装置和检测装置，实现气体压力检测、调节和稳压的自动化，一步到位；本发明所提供的掺氢天然气调压系统空间利用率高，减少掺氢天然气实验系统对空间的需求，使系统建设的设计更加简单；同时，本发明所提供的掺氢天然气调压系统可在不引入新的压力容器等高风险设备的情况下，指导现有实验系统的改造，提高实验系统的安全性；此外，本发明所提供的掺氢天然气调压系统通过对应设置于分支管路之后的压力传感装置，既减少了设置数量又提高了使用率。

配合参阅图3所示，本发明还提供一种有限空间下的掺氢天然气调压方法，采用如上所述具有一级调压功能的掺氢天然气调压系统实现，该掺氢天然气调压方法包括以下步骤：

步骤S1：利用压力粗调装置对主管路1的气体压力按目标预设压力范围进行压力调节。

步骤S2：在压力粗调装置调节完成后，获取压力传感装置的压力信号，当压力粗调装置调节到位时，向实验区通入调压后的掺氢天然气；在压力粗调装置调节不到位的情况下，进行压力信号与第一预设压力范围的比较。

步骤S3：当获取压力传感装置的压力信号高于第一预设压力范围的最大值时，控制压力粗调装置加大开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取压力传感装置的压力信号低于第一预设压力范围的最小值时，控制压力粗调装置减小开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取压力传感装置的压力信号处于第一预设压力范围时，根据压力信号与目标预设压力范围的正向或负向差值，控制压力精调装置加大或减小开度，以调节并维持主管路1的气体压力在目标预设压力范围。

步骤S4：当再次获取压力传感装置的压力信号处于目标预设压力范围时，向实验区通入调压后的掺氢天然气。

在步骤S3中：当压力传感装置检测反馈至控制系统2的压力信号高于预设压力范围的最大值时，表明压力粗调装置降压不到位，获取的压力信号与目标预设压力范围之间形成正向差值，控制系统2控制压力粗调装置加大开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；当压力传感装置检测反馈至控制系统2的压力信号低于第一预设压力范围的最小值时，表明压力粗调装置降压过多，获取的压力信号与目标预设压力范围之间形成负向差值，控制系统2控制压力粗调装置减小开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；当压力传感装置检测反馈至控制系统2的压力信号处于第一预设压力范围的第一预设压力区间时，即压力信号与目标预设压力范围之间形成正向差值时，表明经压力粗调装置减压后气体欠膨胀，主管路1内的气体继续膨胀导致压力升高，控制系统2控制压力精调装置加大开度，使膨胀的气体大量进入放空管路3，以调节并维持主管路1的气体压力在目标预设压力范围；当压力传感装置检测反馈至控制系统2的压力信号处于第一预设压力范围的第二预设压力区间时，即压力信号与目标预设压力范围之间形成负向差值时，表明经压力精调装置调压后气体过度膨胀或实验区所需气量增大，控制系统2控制压力精调装置减小开度，使膨胀的气体少量进入放空管路3，以调节并维持主管路1的气体压力在目标预设压力范围。

本发明还提供一种有限空间下的掺氢天然气调压方法，采用如上所述具有二级调压功能的掺氢天然气调压系统实现，该掺氢天然气调压方法包括以下步骤：

步骤S1：利用第一压力粗调装置4对主管路1的气体压力按目标预设压力范围进行压力调节。

步骤S2：在第一压力粗调装置4调节完成后，获取第一压力传感装置5的压力信号，当第一压力粗调装置4调节到位时，向实验区通入调压后的掺氢天然气；在第一压力粗调装置4调节不到位的情况下，进行压力信号与第一预设压力范围的比较。

步骤S3：当获取第一压力传感装置5的压力信号高于第一预设压力范围的最大值时，控制第一压力粗调装置4加大开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取第一压力传感装置5的压力信号低于第一预设压力范围的最小值时，控制第一压力粗调装置4减小开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取第一压力传感装置5的压力信号处于第一预设压力范围时，根据压力信号与目标预设压力范围的正向或负向差值，控制第一压力精调装置9加大或减小开度，以调节并维持主管路1的气体压力在目标预设压力范围。

步骤S4：在第一压力精调装置9调节完成后，获取第一压力传感装置5的压力信号处于目标预设压力范围时，获取第二压力传感装置7的压力信号，当主管路1的气体压力稳定在目标预设压力范围时，向实验区通入调压后的掺氢天然气；当主管路1的气体压力波动在目标预设压力范围外时，进行压力信号与第二预设压力范围的比较。

步骤S5：当获取第二压力传感装置7的压力信号高于第二预设压力范围的最大值时，控制第二压力粗调装置6加大开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取第二压力传感装置7的压力信号低于第一预设压力范围的最小值时，控制第二压力粗调装置6减小开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；或者，当获取第二压力传感装置7的压力信号处于第二预设压力范围时，根据压力信号与目标预设压力范围的正向或负向差值，控制第二压力精调装置12加大或减小开度，以调节并维持主管路1的气体压力在目标预设压力范围。

步骤S6：当再次获取第二压力传感装置7的压力信号处于目标预设压力范围时，向实验区通入调压后的掺氢天然气。在步骤S3中：当第一压力传感装置5检测反馈至控制系统2的压力信号高于第一预设压力范围的最大值时，表明第一压力粗调装置4降压不到位，获取的压力信号与目标预设压力范围之间形成正向差值，控制系统2控制第一压力粗调装置4加大开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；当第一压力传感装置5检测反馈至控制系统2的压力信号低于第一预设压力范围的最小值时，表明第一压力粗调装置4降压过多，获取的压力信号与目标预设压力范围之间形成负向差值，控制系统2控制第一压力粗调装置4减小开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；当第一压力传感装置5检测反馈至控制系统2的压力信号处于第一预设压力范围的第一预设压力区间时，表明经第一压力粗调装置4减压后气体欠膨胀，主管路1内的气体继续膨胀导致压力升高，控制系统2控制第一压力精调装置9加大开度，使膨胀的气体大量进入放空管路3，以调节并维持主管路1的气体压力在目标预设压力范围；当第一压力传感装置5检测反馈至控制系统2的压力信号处于第一预设压力范围的第二预设压力区间时，表明经第一压力精调装置9调压后气体过度膨胀或实验区所需气量增大，控制系统2控制第一压力精调装置9减小开度，使膨胀的气体少量进入放空管路3，以调节并维持主管路1的气体压力在目标预设压力范围。

在步骤S5中：当第二压力传感装置7检测反馈至控制系统2的压力信号高于第二预设压力范围的最大值时，表明主管路1的气体在第一压力传感装置5之后的管路段欠膨胀，控制系统2控制第二压力粗调装置6加大开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；当第二压力传感装置7检测反馈至控制系统2的压力信号低于第二预设压力范围的最小值时，表明主管路1的气体在第一压力传感装置5之后的管路段过度膨胀或实验区所需气量增大，控制系统2控制第二压力粗调装置6减小开度，以将主管路1的气体压力调节至目标预设压力范围；当第二压力传感装置7检测反馈至控制系统2的压力信号处于第二预设压力范围的第一预设压力区间时，表明经第二压力粗调装置6减压后气体欠膨胀，主管路1内的气体继续膨胀导致压力升高，控制系统2控制第二压力精调装置12加大开度，使膨胀的气体大量进入放空管路3，以调节并维持主管路1的气体压力在目标预设压力范围；当第二压力传感装置7检测反馈至控制系统2的压力信号处于第二预设压力范围的第二预设压力区间时，表明经第二压力精调装置12调压后气体过度膨胀或实验区所需气量增大，控制系统2控制第二压力精调装置12减小开度，使膨胀的气体少量进入放空管路3，以调节并维持主管路1的气体压力在目标预设压力范围。其中，第二预设压力范围的第一预设压力区间的最小值大于目标预设压力范围的最大值，第二预设压力范围的第二预设压力区间的最大值小于目标预设压力范围的最小值；第二预设压力范围可以和第一预设压力范围相同，也可和第一预设压力范围不同。在本实施例中，以掺氢天然气常压(1kPa)实验为例，目标预设压力范围为实验压力的±5％，即[0.95kPa，1.05kPa]；第一预设压力范围为实验压力的±10％～±30％，即(1.1kPa，1.3kPa]∪[0.7kPa，0.9kPa)；第一预设压力范围的第一预设压力区间为实验压力的10％～30％，即(1.1kPa，1.3kPa]；第一预设压力范围的第二预设压力区间为实验压力的﹣30％～﹣10％，即[0.7kPa，0.9kPa)；第二预设压力范围为实验压力的±5％～±15％，即(1.05kPa，1.15kPa]∪[0.85kPa，0.95kPa)；第二预设压力范围的第一预设压力区间为实验压力的5％～15％，即(1.05kPa，1.15kPa]；第二预设压力范围的第二预设压力区间为实验压力的﹣15％～﹣5％，即[0.85kPa，0.95kPa)。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。