СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ МЕТАНОВОГО ЧИСЛА Российский патент 2020 года по МПК G01N33/00 G01N33/22 G01N33/28 

Настоящая международная заявка PCT испрашивает приоритет заявки США с номером 15/973877, поданной 8 мая 2018 г., и предварительной заявки США с номером 62/524836, поданной 26 июня 2017 г.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе и способу контроля и представления отчета о содержании нормируемого компонента, содержащегося в продукте компримированного природного газа (КПГ), для передачи продукта потребителю и обеспечения возможности выбора конкретного протокола, связанного с требованиями конкретной ситуации. Настоящее изобретение, в частности, подходит для обеспечения соблюдения требований по предоставлению отчета регулирующим органам и удовлетворения требований к производству двигателей на КПГ, связанных с генерацией метанового числа, вычисленного в соответствии с конкретными применяемыми предписаниями.

Уровень техники

Природный газ использовался в качестве источника топлива в транспортных средствах на протяжении десятилетий, и его все чаще рекомендуют из-за социальных проблем, таких как экологические факторы, диверсификация поставок топлива и высокие цены на нефть. Существуют различные шкалы для оценки детонационной стойкости топлива из КПГ. В частности, метановое число («МЧ») и моторное октановое число («ОЧМ») оба используются в качестве индикаторов «склонности к детонации» двигателя внутреннего сгорания.

Метановое число представляет собой параметр устойчивости топливных газов к детонации двигателя, которая также называемая взрывом. Метановое число не является термодинамическим свойством топливного газа, но является числовой характеристикой, отражающей управление горением. Детонация/взрыв двигателя происходит, когда топливовоздушная смесь самовоспламеняется перед распространением пламени. Это явление создает ударные волны, которые могут привести к серьезной потере мощности и/или эффективности, а также к повреждению двигателя.

Детонационная стойкость топлива из КПГ определяется посредством сравнения коэффициента сжатия, при котором топливо детонирует, с коэффициентом сжатия эталонной топливной смеси, которая детонирует при том же коэффициенте. Метановые числа присваиваются поставкам природного газа на основе их режима работы в блоке испытания детонации. Эталонная топливная смесь для определения метанового числа включает метан, которому присваивается значение 100, и водород, которому присваивается значение 0. В целях сравнения основная разница между метановым числом и ОЧМ заключается в эталонной топливной смеси, которую сравнивают с природным газом. Топливная смесь, используемая в качестве эталона для ОЧМ, состоит из изооктана, которому присваивается октановое число 100, и н-гептана, которому присваивается октановое число 0. ОЧМ для топлива из КПГ варьируется от 115 до более 130.

Однако сравнение характеристик топлива с конкретной эталонной топливной смесью заканчивается там, где заканчивается стандартная однородность. Конкретнее, генерация метанового числа становится все более раздробленной из-за использования различных формул и методов, используемых для генерации окончательного значения, а также нормативно-правового регулирования и особых требований к топливу, предусмотренных протоколами изготовителей двигателей на КПГ, применяемыми для расчетов. В частности, следует отметить, что некоторые составы газов, которые не соответствуют определенным требованиям к качеству, могут все же соответствовать требованиям других протоколов, особенно если рассчитанное метановое число составляет 80 или выше. При определенных обстоятельствах производители не соответствующего стандарту моторного топлива из КПГ могут воспользоваться преимуществом этих вариаций протоколов, чтобы избежать более технически сложной и дорогой процедуры снижения содержания этана, в пользу менее сложного и менее дорого выделения более тяжелых углеводородов для повышения метанового числа.

В основном, способы для вычисления метанового числа основаны на экспериментальных измерениях известных газов, предпочтительно содержащих только углеводороды до С₄. Это связано с тем, что лишь определенные протоколы учитывают высшие углеводороды, которые часто различным образом добавляются к фракции С₄. Кроме того, H₂, CO₂ и/или SH₂ учитывали лишь в некоторых моделях. В случаях, когда эти составляющие не предусмотрены конкретным способом вычисления, эффект от их воздействия не определен. Таким образом, вариации в калибровочных газах, отличающиеся вычислительные методы и игнорирование определенных составляющих привели к несоответствию в значениях конечных метановых чисел, присваиваемых топливам из КПГ.

Еще больше усложняет ситуацию то, что в различных регулирующих платформах и изготовителями двигателей не принят ни один набор директив по метановому числу. Различные регулирующие организации выпустили различные стандарты на основе различных алгоритмических протоколов, как и коммерческие организации, связанные с передачей сжиженного природного газа (СПГ) потребителю. Например, Калифорнийский совет по воздушным ресурсам требует соответствия метанового числа компримированного природного газа и состава топлива для использования в транспортных средствах минимальным требованиям, включая наличие метанового числа, равного 80, вычисленного в соответствии со стандартом ASTM D1945. И наоборот для сохранения гарантийного покрытия, производитель двигателей на КПГ Cummins Westport требует метановое число, равное 65 или более, для двигателей C, B и L Gas Plus и метановое число, равное 75 или более, для двигателей ISL G и ISX12 G, вычисленные в соответствии со стандартами Сообщества автомобильных инженеров (SAE).

Раскрытие сущности изобретения

Способ, отличающийся тем, что включает в себя этапы получения данных от анализирующего устройства, отражающих анализ пробы компримированного природного газа, и определения набора установленных процессов для генерации метанового числа, совместимых с конкретным анализирующим устройством. Упомянутый способ дополнительно отличается тем, что включает этапы выбора первого установленного процесса из набора процессов, соответствующего первому выбранному протоколу генерации метанового числа, и применения первого установленного процесса к полученным данным из анализирующего устройства, для вычисления первого метанового числа в зависимости от выбранного протокола генерации метанового числа. Упомянутый способ дополнительно отличается тем, что включает в себя этап сравнения первого метанового числа с предварительно заданным пороговым значением и очищения топлива из компримированного природного газа в зависимости от сравнения.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этап одновременного вычисления второго метанового числа для компримированного природного газа в соответствии со вторым установленным процессом посредством применения второго выбранного протокола и данных, полученных от анализирующего устройства.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что анализирующее устройство включает в себя одно из хроматографа, кориолисовый расходомер с датчиками микроперемещений и испарителя.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этапы определения набора установленных процессов для генерации метанового числа, совместимых со вторым анализирующим устройством, отличным от первого анализирующего устройства, выбора второго установленного процесса из набора процессов, соответствующего второму выбранному протоколу генерации метанового числа, и применения второго установленного процесса к полученным данным из второго анализирующего устройства, для вычисления метанового числа, соответствующего второму выбранному протоколу генерации метанового числа.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этап генерации отчета сертификата передачи, включающего в себя метановое число, на основе первого выбранного протокола метанового числа и данных, полученных от анализирующего устройства.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этап конфигурирования системы для полевой эксплуатации перед обработкой данных, полученных посредством анализирующего устройства.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что топливо из компримированного природного газа очищают, когда первое метановое число меньше предварительно заданного порогового значения.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что при очищении в топливо из компримированного природного газа вводят очищенный газ с известным метановым числом.

Способ, отличающийся тем, что включает в себя этапы инициирования программной процедуры, которая генерирует первое поле и второе поле, получения выбора анализирующего устройства посредством первого поля, и получения выбора протокола вычисления метанового числа посредством второго поля. Способ дополнительно отличается тем, что включает в себя этапы вычисления метанового числа посредством применения измеренного значения состава газа топлива из компримированного природного газа, полученного от выбранного анализирующего устройства, к выбранному протоколу вычисления метанового числа, и сравнения метанового числа с заданным пороговым значением. Кроме того, способ отличается тем, что включает в себя этап очищения топлива из компримированного природного газа в зависимости от упомянутого сравнения и обеспечения генерации сертификата передачи, включающего в себя метановое число.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этапы одновременного получения выбора множества протоколов вычисления метанового числа и генерации множества соответствующих метановых чисел на сертификате передачи, соответствующих множеству выбранных протоколов вычисления метанового числа.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этапы сравнения первого и второго полей с базой данных, включающей в себя предварительно заданный список из более чем одного протокола вычисления метанового числа; и определения того, соответствуют ли указанные первое и второе поля протоколу вычисления метанового числа из предварительно заданного списка.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что топливо из компримированного природного газа очищают, когда метановое число меньше предварительно заданного порогового значения.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что при очищении в топливо из компримированного природного газа вводят очищенный газ с известным метановым числом.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что вычисление метанового числа, сравнение и очищение непрерывно выполняют до тех пор, пока метановое число не станет больше или равно предварительно заданному пороговому значению.

Система, отличающаяся тем, что содержит анализирующее устройство, выполненное с возможностью измерения компонентов состава компримированного природного газа и генерации данных, отражающих их, и схему обработки, связанную с указанным конкретным анализирующим устройством. Схема обработки выполнена с возможностью определения набора установленных процессов для генерации метанового числа, совместимых с конкретным анализирующим устройством, получения выбора первого установленного процесса из набора процессов, соответствующего первому выбранному протоколу генерации метанового числа, применения первого установленного процесса к полученным данным из анализатора для вычисления метанового числа в зависимости от выбранного протокола генерации метанового числа, сравнения метанового числа с предварительно заданным пороговым значением и управления станцией управления смешиванием газа для очищения топлива из компримированного природного газа в зависимости от сравнения.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что схема обработки выполнена с возможностью одновременной обработки множества протоколов вычисления метанового числа и вычисления соответствующего множества метановых чисел.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что протокол вычисления метанового числа основан на типе промышленного продукта.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что протокол генерации метанового числа определяют на основе типа анализирующего устройства.

Согласно настоящему изобретению предлагается другой вариант осуществления к любому из предыдущих вариантов осуществления, дополнительно отличающийся тем, что схема обработки выполнена с возможностью побуждения станции управления смешиванием газа очищать топлива из компримированного природного газа, когда метановое число меньше предварительно заданного порогового значения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой системную диаграмму системы для генерации метанового числа КПГ согласно одному из примеров,

Фиг. 2 представляет собой блок-схему процесса генерации отчета согласно одному из примеров,

Фиг. 3 представляет собой блок-схему вычисления метанового числа согласно одному из примеров,

На фиг. 4 показана блок-схема корректирования биогаза на основе метанового числа согласно одному из примеров,

На фиг. 5 показан пользовательский интерфейс для генерации метанового числа и связанного отчета о сертификате передачи согласно одному из примеров,

Фиг. 6 представляет собой схему соединений сервера согласно одному из примеров,

На фиг. 7 показан центральный процессор (ЦП) сервера согласно одному из примеров,

На фиг. 8 проиллюстрирована распределенная облачная система согласно одному из примеров.

Описание вариантов осуществления

Различные аспекты в настоящем документе описывают генерацию метанового числа, вычисленного с использованием данных, полученных из конкретного анализатора, и в соответствии с указанным алгоритмическим протоколом, выбранным из предварительно заданной группы формул, как это определено конкретным анализатором и выбранными требованиями соответствия. В частности, в некоторых вариантах осуществления формула для вычисления метанового числа, определяется а) конкретным хроматографическим анализатором, используемым на целевом объекте (например, DANIELS, Asea Brown Boveri (ABB), SIEMENS®, YOKOGAWA®); б) преобладающими «локальными» стандартами (например, Международная организация по стандартизации (ISO, International Organization for Standardization), Калифорния, SAE и другие аналогичные протоколы) и/или c) конкретными требованиями к генерации метанового числа, предъявляемыми производителем двигателя (например, Caterpillar® для крупных горнодобывающих транспортных средств, Cummins Westport® для междугородных грузовых автомобилей, Wartsila® для применения в судовых двигателях) для сохранения срока действия гарантии на двигатель транспортного средства. Затем метановое число может быть использовано для очищения КПГ до тех пор, пока оно не будет соответствовать определенному метановому числу.

Описанные здесь системы и способы могут быть связаны с программным пакетом SOFTVIEW®, который является собственностью Mustang® Sampling, Рейвенсвуд, Западная Виргиния. Однако эти признаки не являются исключительными для комбинации с программным пакетом SOFTVIEW® и могут быть использованы в других вариантах осуществления. В одном аспекте программный пакет SOFTVIEW® может облегчить генерацию метанового числа посредством взаимодействия как локально, так и удаленно с широким рядом контрольно-измерительных приборов с использованием таких функций, как интуитивно понятный пользовательский интерфейс, подпрограммы, пользовательский интерфейс сети станции, конфигурация приборов и регистрация и анализ динамики изменений. В частности, программное обеспечение SOFTVIEW® является подпрограммой в программном обеспечении Cline SofTechnology (CST) Monitor/2000 SCADA (супервизорное управление и сбор данных) Gateway Executive, работающем на платформе на базе Windows. Программа SCADA Gateway Executive (SGX) представляет собой ту же программу, которая управляет CST SCADA Systems.

Комплект SOFTVIEW® включает в себя конфигурации SOFTVIEW® LITE, SOFTVIEW® LNG, SOFTVIEW® PLUS и SOFTVIEW® PLUS+, которые могут быть использованы с анализаторами, испарителями, хроматографами и другим оборудованием Mustang® Sampling, но без ограничения ими. Программа SGX для пакета программного обеспечения SOFTVIEW® включает в себя по меньшей мере четыре компонента, такие как подпрограммы прибора, образующие интерфейс для каждого прибора, один или более файлов подпрограмм, имеющих настройки конфигурации для подпрограмм, файлы базы данных для подпрограмм, и уникальный код или логическая часть для подпрограмм, написанных на языке поддержки приложений SGX.

Описанные здесь системы могут применяться на практике в сочетании с программным обеспечением, таким как SOFTVIEW®, которое взаимодействует с другими системами (например, распределенной системой управления (Distributed Control System, DCS) или SCADA), которые сконфигурированы для связи с оборудованием, используемым для сбора, записи и составления отчетов о данных измерений, связанных с действием по передаче продукта потребителю (например, испарители и связанные инструменты для газовой хроматографии Mustang® Sampling). В таких вариантах осуществления хост-системы, такие как DCS или SCADA, получают данные измерений для облегчения управления обработкой данных, связанной с хранением. Предпочтительно описанные здесь системы и способы обеспечивают возможность непрерывного сбора данных из нескольких проборазделочных машин и связанных газовых хроматографов.

Таким образом, описанные здесь методологии предусматривают вычисление конкретного метанового числа из матрицы протоколов измерения метанового числа и данных измерения КПГ, полученных от выбранного оборудования. Матрица может быть представлена посредством таблицы данных, включающей в себя список протоколов по первой оси и список оборудования/анализаторов по второй оси, где каждая ячейка в матрице/таблице представляет собой отдельный результат, полученный посредством сопряжения конкретного измерительного оборудования с конкретным протоколом.

Кроме того, предполагается, что генерация нескольких метановых чисел может быть достигнута с использованием одного значения состава газа из прибора, но вычислены они могут быть в соответствии с различными протоколами метанового числа. Примеры вычислений метанового числа включают в себя протоколы, содержащие определенные стандарты ISO, Гобяо (GB), APA/ISO, APA/GB и Международной группы импортеров сжиженного природного газа (GIIGNL), а также средний состав газа в процессе передачи продукта потребителю. Ситуации, когда для одной поставки газа может потребоваться генерация нескольких метановых чисел, включают случаи, когда локальный нормативный протокол отличается от протокола, соблюдения которого требует производитель конкретного двигателя на КПГ для сохранения своих гарантийных обязательств.

Используемые здесь формы единственного числа следует понимать как включающие в себя также формы множественного числа, если контекст явно не указывает обратное. Далее будет понятно, что корневые термины «включать» и/или «иметь», когда они используются в данном описании, определяют наличие заявленных признаков, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличия или добавления по меньшей мере одного другого признака, этапа, операции, элемента, компонента и/или их групп.

Используемые здесь термины «содержит», «содержащий», «включает», «включающий», «имеет», «имеющий» или любой другой их вариант предназначены для охвата неисключительного включения. Например, процесс, способ, изделие или устройство, которое содержит список признаков, не обязательно ограничено только этими признаками, но может включать в себя другие признаки, которые явно не перечислены или не характерны для такого процесса, способа, изделия или устройства.

В подробном описании ссылки на «один из вариантов осуществления», «вариант осуществления» или «в вариантах осуществления» означают, что упоминаемый признак включен в по меньшей мере один вариант осуществления изобретения. Кроме того, отдельные ссылки на «один из вариантов осуществления», «вариант осуществления» или «варианты осуществления» не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления, однако ни один из этих вариантов осуществления не является взаимоисключающим, если это не указано, и за исключением случаев, которые будут очевидны для специалистов в данной области техники. Таким образом, изобретение может включать в себя любое множество комбинаций и/или интеграций описанных вариантов осуществления.

Если прямо не заявлено иное, используемое здесь «или» относится к включающему «или» и не относится к исключающему «или». Например, условие A или B удовлетворяется любым из следующих условий: A является истинным (или присутствует) и B является ложным (или не присутствует), A является ложным (или не присутствует) и B является истинным (или присутствует) и оба A и B являются истинными (или присутствуют).

В нижеследующем описании делается ссылка на прилагаемые чертежи, которые показаны в качестве иллюстрации к конкретному варианту осуществления, согласно которому изобретение может быть реализовано на практике. Нижеследующий проиллюстрированный вариант осуществления описан достаточно подробно, чтобы обеспечить возможность специалистам в данной области техники осуществить настоящее изобретение. Следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления, и, что могут быть выполнены структурные и методологические изменения, основанные на предполагаемых в данном случае способах, известных структурах и/или функциональных эквивалентах, без выхода за пределы объема правовой охраны изобретения.

Фиг. 1 представляет собой системную диаграмму системы 100 для генерации метанового числа КПГ согласно одному из примеров. Система 100 включает в себя один или более компьютеров 104 и мобильные устройства 102, которые могут подключаться к одному или более серверам 110, базам 112 данных и оборудованию 106, 108 через сеть 109. Серверы 110 подключены к одной или нескольким базам 112 данных и оборудованию 106, 108 либо напрямую, либо через сеть 109. В одном из примеров один или более серверов 110 хранили код для выполнения описанных здесь способов, обеспечивая, таким образом, общую функциональность системы 100. Серверы 110 могут выполнять описанные здесь способы с использованием данных, хранящихся внутри баз 112 данных, или из них. Серверы 110 также получают информацию от одного или более элементов внешнего оборудования 106, 108. Например, система 100 может включать в себя хроматографическое оборудование 106 и кориолисовый расходомер 108 с датчиками микроперемещений (MM). Это примеры испытательного оборудования, но предполагается, что к системе 100 могут подключаться другие типы текстового оборудования. Например, дополнительное оборудование может включать в себя приборы MHR и MV для измерения температуры, а также оборудование для испарителя для обеспечения входных/выходных значений температуры, таких как впуск, выпуск и газ. Внешнее оборудование 106, 108 также известно в основном как анализаторы, и поэтому этот термин используется здесь взаимозаменяемо.

Пользователи могут получить доступ к системе 100 с использованием компьютера 104 и/или мобильного устройства 102. В одном из примеров компьютер 104 и/или мобильное устройство 102 содержит программное обеспечение для выполнения описанных здесь способов. В этом случае компьютер 104 и/или мобильное устройство 102 будет принимать информацию от испытательного оборудования 106, 108 и дополнительно, по мере необходимости, информацию от серверов 110 и баз 112 данных для выполнения описанных здесь способов. Однако компьютер 104 и/или мобильное устройство 102 также может выступать в качестве пользовательского интерфейса для доступа к данным производительности, сгенерированным на основе выполнения описанных здесь способов посредством одного или более серверов 110.

На фиг. 2 проиллюстрирован способ генерации отчета о передаче/сертификате с использованием выбираемого анализатора (анализаторов) и выбираемых протоколов вычисления метанового числа согласно одному из примеров. Следует отметить, что в одном из примеров опциональный предварительный этап конфигурации системы для эксплуатации может быть реализован на этапе 200. Указанный этап может быть выполнен посредством конфигурации таблиц по умолчанию, определения конфигурации газового хроматографа испарителя, образования/тестирования интерфейса связи прибора, обновления сети станции для газовых хроматографов активного испарителя, конфигурации программной части для конфигурации сервера 110 в качестве сервера протокола управления передачей (Transmission Control Protocol, TCP) Modbus для Ethernet-интерфейса DCS/SCADA и/или конфигурации программной части для конфигурации сервера 110 в качестве сервера терминала дистанционного управления (Remote Terminal Unit, RTU) Modbus для последовательного интерфейса DCS/SCADA.

На этапе S202 выбирают протоколы вычисления, обеспечивающие различные способы вычисления одного или более метановых чисел. Системная база 112 данных хранит ряд критериев измерения и предварительно заданных протоколов, используемых для получения информации о сгенерированном сертификате/отчете о передаче на этапе 210. Например, сгенерированное метановое число (числа) вычисляют согласно по меньшей мере одному из следующих выбранных стандартизированных протоколов:

1) способ определения метанового числа согласно ISO;

2) способ определения метанового числа согласно GB;

3) способ определения метанового числа согласно APA/ISO;

4) способ определения метанового числа согласно APA/GB.

Следует отметить, что этапы 202-204 не обязательно должны быть в указанном выше порядке и могут выполняться в обратном порядке. В одном из примеров этап 202 может быть выполнен первым, и в этот момент, как только сервер 110 получает один или более выбранных протоколов, сервер 110 автоматически перенастроит предложенные выборы для анализаторов и типы измерений для этапа S204 на основе выбранных протоколов. В качестве альтернативы, выбор протоколов на этапе S202 может быть скорректирован после того, как пользователь выберет один или более типов анализаторов и/или измерений, так чтобы для вычисления метанового числа система использовала только протоколы, которые совместимы с конкретным анализатором. Это способствует простоте использования для пользователя и снижает вероятность ошибок в процессе вычисления метанового числа.

В одном примерном варианте осуществления на этапе 204 сервер 110 получает выбор одного или более анализаторов и измерений от оборудования 106, 108 и получает значения состава газа на основе измерений состава газа от выбранного оборудования (то есть газового хроматографа) для использования при вычислении метанового числа на этапе 206. Этот выбор может включать в себя параметры для определения типа оборудования и типа измерения, требуемого для конкретного вычисления на основе протокола. Соответственно, может быть предпочтительно в конкретных применениях выбранных протоколов задействовать дополнительные данные измерений с использованием контрольно-измерительных приборов или критериев, которые увеличивают генерируемое метановое число. Поэтому, хотя нижеследующие измерения/критерии 5-18 дополняют и увеличивают сгенерированное метановое число, определенное на этапе 206 для предоставления полезной информации о сертификате/отчете о передаче на этапе 210, в частности, в операциях по передаче продукта потребителю, они не являются необходимыми для генерации метанового числа. Соответственно, измерения 5-18 могут быть опущены. Дополнительные измерения/критерии включают в себя:

5) Общие британские тепловые единицы (British thermal unit, BTU);

6) Общий объем переданной массы сжиженного природного газа (СПГ);

7) ММ. Плотность СПГ;

8) ММ. Температура СПГ;

9) ММ. Массовый расход СПГ;

10) MHR. ТЕМП;

11) MV. ТЕМП;

12) J4. Температура СПГ;

13) J5. Температура СПГ;

14) J9. Температура СПГ на входе;

15) J3. Давление СПГ на входе;

16) J7. Температура газообразного СПГ;

17) Процент открытия входного электромагнитного клапана; и

18) Процент потока контура регулирования скорости.

В выбранных примерах, как будет понятно специалисту в данной области техники, критерии 5 и 6 включают входной сигнал измерения веса; в критериях с 7 по 9 используют входной сигнал от опционального расходомера Кориолиса с датчиками микроперемещений; критерии 10 и 11 включают температуру, регулируемую опциональным регулятором с подогревом Mustang (Mustang Heated Regulator, MHR) или опциональным прибором испарителя Mustang (Mustang Vaporizer, МВ); и критерии с 12 по 18 по отдельности или вместе могут использовать входной сигнал от опционального прибора испарителя Mustang Model 2.

Соответственно, в одном из примеров, на этапе 204 могут выбрать как тип прибора, так и тип требуемых измерений, и определяют значения измерений состава газа. В качестве альтернативы, могут выбрать тип прибора, и в этот момент сервер 110 автоматически определяет соответствующие типы измерений для конкретного вычисления на основе протокола. Аналогичным образом могут быть выбраны типы измерений, и в этот момент сервер 110 может автоматически определить тип прибора, требуемого для такого измерения.

Как только этапы 200-204 выполнены, сервер 110 переходит к вычислению метанового числа на этапе 206. Способ, с использованием которого сервер 110 вычисляет метановое число, основан на выборе протокола вычисления на этапе 202. Поэтому генерацию метанового числа (чисел) выполняют посредством применения измеренных средних значений состава газа к специально выбранным протоколам вычисления метанового числа. Вычисление метанового числа дополнительно описано со ссылкой на фиг. 3.

На фиг. 3 проиллюстрирован процесс 14 вычисления метанового числа из предварительно выбранных протоколов вычисления метанового числа с использованием измеренного среднего состава газа при передаче продукта потребителю согласно одному из примеров. Действие 20 начала передачи используют для инициирования начала передачи продукта потребителю. Это действие 20 может быть приостановлено, возобновлено или прекращено по мере необходимости для обеспечения оптимального использования.

Поскольку поля данных для анализатора (анализаторов) и протокола (протоколов) вычисления метанового числа получают до инициирования действия 20 начала передачи, сервер 110 выполняет функцию подачи сигнала считывания на этапе 22, так чтобы идентифицировать выбранную информацию в каждом поле данных, которое на этапе 24 отдельно сравнивают с предварительно заданным списком протоколов вычисления метанового числа, хранящимся в базе 112 данных и/или на сервере 110. Если на этапе 12 поле данных соответствует первому протоколу в предварительно заданном списке, сервер 110 применяет этот протокол для генерации метанового числа на этапе 16 с использованием значения состава газа, полученного от по меньшей мере одного анализатора на этапе 28. Если поле данных не соответствует первому протоколу в предварительно заданном списке, этапы 22 и 24 повторяют для каждого последующего протокола в предварительно заданном списке либо пока не будет найдено совпадение, либо пока не будет исчерпан список протоколов вычисления метанового числа.

Процесс 14 также сконфигурирован для определения на этапе 26, является ли поле данных пустым после «несоответствия». Пустой входной сигнал сообщает об операции «выходной сигнал не сгенерирован» на этапе 32. В случаях, когда выходной сигнал не сгенерирован, предпочтительно, чтобы информация о генерации метанового числа, соответствующая пустому полю данных, отсутствовала в распечатанном сертификате/отчете о передаче.

После того, как исчерпан предварительно заданный список протоколов вычисления метанового числа, снова выполняют этап 22, так чтобы определить, идентифицировало ли поле ввода анализатор для подачи среднего значения состава газа на этапе 28 посредством подпрограммы прибора. Если среднее значение состава газа было предоставлено, процесс 14 применяет это значение к «подходящему» протоколу (протоколам) вычисления метанового числа для генерации метанового числа (чисел) в соответствии с ним. В определенных аспектах метановое число генерируют на этапе 16 для всех комбинаций идентифицированных значений состава газа и «подходящих»/выбранных протоколов вычисления метанового числа.

При применении полученного среднего значения 28 состава газа к подходящему протоколу (протоколам) 12 вычисления метанового числа выбирают конкретные алгоритмы для соответствия различным стандартам/требованиям. Примерные подходы к вычислениям метанового числа включают в себя следующий список формул:

Моторное октановое число (уравнение 1):

ОЧМ = -406,14 + 508,04*(H/C) - 173,55*(H/C)² + 20,17*(H/C)³

Где:

(H/C) = общее отношение водорода к углероду

Метановое число на основе ISO - California Alt Fuels (уравнение 2):

МЧ ISO = 1,624*ОЧМ - 119,1

Где:

ОЧМ = значение, вычисленное из уравнения 1

Метановое число на основе GB 18047 - 2000 (уравнение 3):

МЧ GB = 1,445ОЧМ - 103,42

Где:

ОЧМ = значение, вычисленное из уравнения 1

APA Метановое число на основе ISO (уравнения 4):

APA МЧ = A*МЧ ISO³ + B*МЧ ISO² + C*МЧ ISO + D

Где:

A = +1,01939E-03

B = -2,85817E-01

C = +2,75239E+01

D = -8,23574E-02

МЧ ISO = метановое число, вычисленное из уравнения 2

APA Метановое число на основе GB (уравнение 5):

APA МЧ = A*МЧ GB³ + B*МЧ GB² + C*МЧ GB + D

Где:

A = +1,01939E-03

B = -2,85817E-01

C = +2,75239E+01

D = -8,23574E-02

МЧ GB = метановое число, вычисленное из уравнения 3

где A-D представляют собой числовые константы.

В некоторых случаях среднее значение 28 состава газа может быть не найдено. Это может произойти, когда действие 20 начала передачи инициируют без выбора анализатора для предоставления среднего значения состава газа посредством подпрограммы прибора. Результатом такого действия является переход к этапу 32, на котором не генерируют выходной сигнал для напечатанного сертификата/отчета о передаче, поскольку на этапе 28 не было получено значение состава газа для генерации выходного сигнала на этапе 34.

Недопустимые значения 28 состава газа включают в себя значение «0», например, из-за отсутствия связи с анализатором, или некорректные значения, полученные из неправильных показаний измерений самим прибором. Таким образом, процесс 14 выполняет проверку на этапе 30, чтобы определить, является ли сгенерированное метановое число допустимым метановым числом 30, посредством его сравнения с ожидаемым диапазоном значений. Если сгенерированное метановое число не является допустимым, процесс 14 переходит к этапу 32, на котором генерируют выходной сигнал. Однако, если сгенерированное метановое число является допустимым, выходной сигнал генерируют на этапе 34 и выводят на сертификат/отчет о передаче на этапе 210 после завершения процесса 14 на этапе 36.

Возвращаясь к фиг. 2, после того как метановое число было вычислено, сервер 110 определяет, есть ли какие-либо принятые входные сигналы передачи на этапе 208. Этот этап является опциональным, если пользователю необходимо получить дополнительную информацию об отчете, сгенерированном на этапе S210. Например, пользователь может запросить информацию, касающуюся общих MBTU (миллион британских тепловых единиц), отражающую BTU переданного СПГ. Пользователь также может запросить общий объем, отражающий переданный вес СПГ.

Как только этап S208 завершен, процесс переходит к этапу 210, на котором генерируют соответствующий сертификат/отчет о передаче, включающий в себя сгенерированное метановое число, вычисленное в соответствии с требованиями отдельно выбранных критериев. Возможные конечные результаты для сгенерированного метанового числа (чисел) включают в себя матрицу значений метановых чисел, полученных в результате того, что конкретный протокол избирательно сопрягают с определенным анализатором (анализаторами), который обеспечивает измеренный состав газа. В одном из примеров матрица представлена набором протоколов, определяющим первую ось, и набором оборудования/анализаторов, определяющим вторую ось, где каждая ячейка в матрице соответствует значению метанового числа, сгенерированному в соответствии с отдельно сопряженными критериями. Множественные вычисления в соответствии с различающимися протоколами генерации метановых чисел могут проводиться случайным образом, так чтобы обеспечить разные метановые числа, сгенерированные в соответствии с разными протоколами, где требуются соответствующие метановые числа.

Сертификат/отчет о передаче также обобщает усредненные данные, полученные из газового хроматографа, и/или информацию от испарителя при передаче. Сертификат/отчет о передаче может быть напечатан либо как физический документ, либо как электронный документ, который может быть сохранен и доступен для просмотра для дальнейшего использования. Опциональная информация об измерениях, такая как плотность газа, плотность жидкости, общие BTU, переданные на нагрузку, и т.д., включена в сертификат/отчет о передаче для дополнения информации, указанной в нем. Сертификат/отчет о передаче дополнительно включает в себя заголовок сертификата с информацией, которая опционально редактируется (например, перевозчик, тип перевозчика, идентификатор пристани, идентификатор цистерны, имя инспектора и т.д.) для конкретного сертификата о передаче.

На фиг. 4 представлен процесс регулировки потока газа от выбранного источника, в данном случае биогаза, демонстрирующий вычисленное метановое число, которое выходит за пределы допустимого порогового значения за счет смешивания биогаза с очищенным газом из выбранного источника для получения смешанного газа, обладающего метановым числом в выбранном требуемом диапазоне. Процесс управления с обратной связью является опциональным дополнительным процессом к процессам, описанным на фиг. 2. Для такого процесса управления с обратной связью этапы 200-206 являются такими же, как описанные выше, для достижения соответствия в отношении метанового числа. Для этого примера выбранное стандартное метановое число обозначено как МЧ2, а фактическое вычисленное метановое число обозначено как МЧ1. Как только вычисленное метановое число МЧ1 установлено, его сравнивают с метановым числом выбранного стандарта соответствия МЧ2. Если вычисленное метановое число МЧ1 больше или равно выбранному стандарту соответствия МЧ2, тогда процесс разрешает выпуск биогаза и генерирует отчет на этапе 210, как описано выше. Однако, если вычисленное метановое число МЧ1 выходит за пределы выбранного стандарта соответствия, сервер 110 генерирует сигнал для станции управления смешиванием газов для впрыска и смешивания очищенного газа, имеющего известное метановое число, с газом из выбранного источника на этапе 412. До тех пор, пока полученный поток смешанного газа не будет иметь удовлетворительного метанового числа, процесс может повторяться в циклическом процессе до тех пор, пока вычисленное метановое число МЧ1 не станет больше или равно выбранному стандарту соответствия МЧ2. Например, для увеличения вычисленного метанового числа МЧ1 в поток может быть введен метан. В качестве альтернативы, если предпочтительно, чтобы значение метанового числа МЧ1 было снижено для соответствия стандартному метановому числу МЧ2, для уменьшения вычисленного метанового числа МЧ1 в поток может быть введен этан, и цикл может повторяться до тех пор, пока вычисленное метановое число МЧ1 не станет меньше или равно выбранному стандарту МЧ2.

Система смешивания газов, как описано, обеспечивает энергосодержание биогаза и систему смешивания, выполненную с возможностью контроля характеристик потока исходного сырья биогаза из первого источника и управления введением очищенного газа из источника очищенного газа, такого как природный газ или пропан с известным повышенным значением энергосодержания, для производства смешанного биогаза, удовлетворяющего требованиям определенных стандартов и/или установленных протоколов гарантии двигателя на КПГ. Соответственно, примерные описания, приведенные здесь, описывают, как может быть повышено энергосодержание биогаза, что, в свою очередь, регулирует метановое число на основе непрерывных вычислений, соответствующих определенным протоколам.

Комбинированная система генератора метанового числа, как описано выше, легко комбинируется с системой смешивания газов, которую легко использовать в комбинации с многоступенчатой системой, обеспечивающей поток исходного сырья биогаза. Поток очищенного газа, обладающий профилем энергии сгорания, подходящим для увеличения общего энергосодержания потока исходного сырья биогаза, избирательно вводят в поток исходного сырья биогаза.

В одном из примеров система смешивания газов содержит, по меньшей мере, первый и второй пробоотборные зонды, расположенные в исходном сырье биогаза и потоках смешанного биогаза в положениях до и после секции трубы для смешивания газов, соответственно. Первый пробоотборный зонд используют для извлечения несмешанного образца из потока исходного сырья биогаза, который напрямую передают в соответствующий анализатор, например, газовый хроматограф (ГХ). Когда уровень энергии сгорания несмешанного биогаза определяется как падение ниже предварительно выбранного минимума, сигнал от блока управления передают для открытия приводимого в действие клапана (например, электромеханического, электромагнитного клапана и т.д.), расположенного между источником очищенного газа и потоком исходного сырья биогаза. После приведения в действие клапан переключают из закрытого положения в модулированное открытое или полностью открытое положение, так чтобы вводить очищенный газ в поток исходного сырья биогаза для создания смешанного биогаза с более высоким общим энергосодержанием. Второй пробоотборный зонд, расположенный ниже по потоку, отбирает образец смешанного биогаза ниже по потоку от введения очищенного газа, который переносится в анализатор для оценки структурного/энергетического содержания. Данные, полученные из образца смешанного биогаза, передают из анализатора в блок управления для проверки достижения необходимого повышения энергосодержания для удовлетворения требований к качеству конечного пользователя. Эти данные также используют для управления скоростью потока очищенного газа, введенного в поток исходного сырья биогаза, так чтобы минимизировать отходы, возникающие в результате введения избыточного количества очищенного газа в поток исходного сырья биогаза.

Введение очищенного газа в поток исходного сырья биогаза не обязательно является непрерывным. Когда структурное/энергетическое содержание пробы несмешанного исходного сырья биогаза из первого отбора определено как удовлетворительное, нет необходимости увеличивать энергетический профиль потока исходного сырья биогаза. В таком случае блок управления поддерживает приводимый в действие клапан в закрытом положении и позволяет потоку исходного сырья биогаза проходить к выходу системы без смешивания очищенного газа.

Способ и система смешивания газов согласно настоящему изобретению могут также включать в себя датчики потока для обнаружения и измерения расхода потока несмешанного исходного сырья биогаза и расхода потока очищенного газа, обеспечивающие передачу сигнала в блок управления. Полученные результаты определения скорости потока обеспечивают дополнительные данные для дополнения результатов определения анализа энергосодержания соответствующего потока биогаза и ввода очищенного газа. Такие измерения скорости потока могут обеспечить повышенную точность в качестве избыточного альтернативного измерения, подтверждающего, что была получена надлежащая смесь, и могут сообщать о необходимости в увеличении или уменьшении количества очищенного газа, вводимого в поток исходного сырья биогаза. Если обработанные данные о скорости потока требуют увеличения или уменьшения объема потока очищенного газа, блок управления отправляет сигнал, отражающий необходимость в модулировании потока очищенного газа через клапан.

Способ и система смешивания газов согласно настоящему изобретению могут также включать в себя трубчатый придаток для проникновения очищенного газа в точке впрыска, так чтобы способствовать более равномерному в поперечном сечении введению очищенного газа в поток исходного сырья биогаза.

Как только энергосодержание газа было увеличено на этапе S412, так что вычисленное метановое число МЧ1 больше или равно выбранному стандарту соответствия МЧ2, процесс переходит к этапу S208, где пользователь может опционально отправить входящий запрос передачи, как описано ранее. Затем на этапе S210 будет сгенерирован отчет, как описано выше. В этом случае в отчет будет включена дополнительная информация, такая как аудиторские документы, в отношении очищения через станцию управления системой смешивания газов.

На фиг. 5 проиллюстрирован пользовательский интерфейс 500 для генерации метанового числа и связанного сертификата передачи согласно одному из примеров. Пользовательский интерфейс 500 включает в себя множество окон 502-708 для конфигурации и выполнения описанных здесь процессов. В окне 502 пользовательский интерфейс 500 принимает выборы для типов анализаторов, которые используют в процессе вычисления метанового числа. Как показано на фиг. 5, один или более анализаторов могут быть выбраны посредством нажатия соответствующих переключателей. В этом примере испаритель был выбран в качестве анализатора для улучшения вычисления метанового числа.

Окно 504 позволяет выбирать данные передачи, такие как MBTU СПГ и объем СПГ, так чтобы эти данные могли быть включены в отчет. В этом примере переключатель не выбран, и поэтому ни один из этих элементов не будет включен в отчет.

Окно 506 предусматривает выбор одного или более протоколов, подлежащих использованию для вычисления метанового числа. Как показано в иллюстративном примере на фиг. 5, были выбраны два протокола (например, ISO, APA/ISO), так что система будет предоставлять два разных метановых числа на основе соответствующих вычислений. Как только в окне 506 были выбраны протоколы, метановое число может быть вычислено посредством нажатия кнопки в окне 508. Это также создаст передачу/отчет о сертификате, подлежащий локальному хранению на сервере 110, компьютере 104 и/или в базе данных 112. Пользователь также может просмотреть отчет посредством нажатия на кнопку просмотра отчета, включенную в окно 508. После того, как пользователь закончил, пользователь может выйти посредством нажатия кнопки выхода. В контексте процесса, проиллюстрированного на фиг. 4, кнопки вычисления метанового числа и генерации передачи/отчета о сертификате и просмотра отчета окна 508 могут в режиме реального времени предоставлять информацию, касающуюся непрерывного смешивания биогаза, так чтобы получить метановое число предварительно заданной величины и/или отчет о проверке после смешения.

Соответственно, в отчете будет показана история значений от исходного метанового числа до конечного метанового числа вместе с соответствующими значениями оборудования, значениями метанового числа и значениями протокола.

В одном из примеров пользовательский интерфейс 500 может быть сконфигурирован так, что кнопки окна 508 выделены серым цветом и не могут быть выбраны до тех пор, пока не будет выбран по меньшей мере один протокол. Кроме того, окно 502 может быть сконфигурировано так, чтобы выбираемые в нем параметры были выделены серым, пока в окне 506 не был выбран протокол. После того, как протокол был выбран, пользовательский интерфейс будет обновлен так, что окно 502 позволяет выбирать только те параметры, которые соответствуют выбранному протоколу. Это снижает вероятность ошибки пользователя и облегчает работу системы для определения метанового числа.

Если пользователь предпринимает очищение газа для достижения выбранного стандарта соответствия, пользователь может выбрать конкретный стандарт, такой как нормативный, продуктовый или промышленный. Может быть предусмотрен список нормативных выборок, таких как стандарты соответствия по регионам. Кроме того, также может быть предусмотрен список промышленных стандартов, таких как автомобильные. Кроме того, также могут быть предусмотрены стандарты продукта, такие как для двигателей конкретных продуктов. Кроме того, пользователь может выбрать другое, чтобы идентифицировать конкретное метановое число МЧ2 для сравнения с вычисленным метановым числом МЧ1.

Дополнительные интерфейсы также предусмотрены и охватываются настоящим описанием. Например, окно сводной станции загрузки и командная кнопка загрузки могут быть включены в сеть станции для инициирования процедуры передачи продукта потребителю. Процесс 14 обеспечивает всплывающие сообщения в ответ на действия, так чтобы обозначить обработку действия. Окно конфигурации также обеспечивает возможность ввода такой информации, как даты/время прибытия, стыковки и связанные даты/время для сертификата передачи. В некоторых примерах, таких как те, которые содержат SOFTVIEW®, подпрограммы приборов, такие как «011 Vaporizer Instruments APP», «012 Daniel GC Instruments APP» и «013 ABB NGC Instruments APP», включают в себя данные, полученные от связанных приборов. Другие подпрограммы, такие как «001 Vaporizer GC Data Reports APP», «002 GC Comp Reports APP», «007 Vaporizer Configurations APP», «025 LNG Production Reports APP» и «026 Mustang LNG APP», не являются подпрограммами приборов, используемыми для обработки 14 и конфигурации.

В одном из примеров может быть получен доступ к окну конфигурации (не показано) для проверки сертификата/отчета о передаче (например, чтобы отфильтровать данные или ввести даты/время отключения и отъезда). Некоторые подпрограммы позволяют фильтровать средние значения данных из сертификата/отчета о передаче на основе периодов времени, когда передача должна была бы быть приостановлена. Два доступных способа фильтрации включают в себя фильтрацию определенных записей по номеру записи и фильтрацию значений BTU за пределами определенного диапазона. Как только требуемый конечный сертификат передачи получен, сертификат может быть заархивирован с помощью действия загрузки архива и при необходимости сохранен для последующего просмотра.

На фиг. 6 показана схема соединений сервера 110 согласно некоторым примерам для выполнения описанных здесь процессов. Сервер 110 представляет собой пример компьютера, в котором могут быть расположены код или команды, реализующие процессы иллюстративных вариантов осуществления.

На фиг. 6 сервер 110 использует узловую архитектуру, включающую в себя северный мост и контроллер-концентратор памяти (North Bridge/Memory Controller Hub, NB/MCH) 825 и южный мост и контроллер-концентратор ввода-вывода (Input/Output, I/O) (South Bridge/Input/Output Controller Hub, SB/ICH) 820. Центральный процессор (ЦП) 830 подключен к NB/MCH 825. NB/MCH 825 также подключен к памяти 845 через шину памяти и подключен к графическому процессору 850 через ускоренный графический порт (Accelerated Graphics Port, AGP). NB/MCH 825 также подключен к SB/ICH 820 через внутреннюю шину (например, унифицированный медиа-интерфейс или прямой медиа-интерфейс). Блок 830 обработки ЦП может содержать один или более процессоров и даже может быть реализован с использованием одной или более систем мультипроцессоров с функционально различными процессорами.

Например, на фиг. 7 показана одна примерная реализация ЦП 830. В одной реализации регистр 938 команд извлекает команды из быстрой памяти 940. По меньшей мере, часть этих команд выбирают из регистра 938 команд посредством логической схемы 936 управления и интерпретируют в соответствии с архитектурой набора команд ЦП 830. Часть команд также может быть направлена в регистр 932. В одной реализации команды декодируют в соответствии с проводным способом, при этом в другой реализации команды декодируют в соответствии с микропрограммой, которая переводит команды в наборы сигналов конфигурации ЦП, которые применяют последовательно в течение нескольких синхроимпульсов. После выбора и декодирования команд команды выполняют с использованием арифметико-логического устройства (АЛУ) 934, который загружает значения из регистра 932 и выполняет логические и математические операции над загруженными значениями в соответствии с командами. Результатами этих операций могут быть обратная связь с регистром и/или сохранение в быстрой памяти 940. Согласно некоторым реализациям архитектура набора команд ЦП 830 может использовать архитектуру сокращенного набора команд, архитектуру сложного набора команд, архитектуру векторного процессора, архитектуру очень большого командного слова. Кроме того, ЦП 830 может быть основан на модели фон Неймана или Гарвардской модели. ЦП 830 может представлять собой цифровой сигнальный процессор, FPGA, ASIC, PLA, PLD или CPLD. Кроме того, ЦП 830 может представлять собой процессор x86 от Intel или AMD; процессор ARM, процессор архитектуры Power, например, от IBM; процессор архитектуры SPARC от Sun Microsystems или Oracle; или ЦП другой известной архитектуры.

Возвращаясь к фиг. 6, сервер 110 может включать в себя SB/ICH 820, соединенный через системную шину с шиной ввода-вывода, постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) Y56, портом 864 универсальной последовательной шины (USB), бинарной флэш-системой ввода/вывода (BIOS) 868 и графическим контроллером 858. Устройства PCI/PCIe также могут быть подключены к SB/ICH YYY через шину PCI 862.

Устройства PCI могут включать в себя, например, адаптеры Ethernet, расширительные платы и PC-карты для ноутбуков. Жесткий диск 860 и CD-ROM 866 могут использовать, например, встроенную в привод электронику (IDE) или последовательный интерфейс обмена данными (SATA). В одной реализации шина ввода-вывода может включать в себя сверхпроизводительное устройство ввода-вывода (SIO).

Кроме того, жесткий диск (HDD) 860 и оптический привод 866 также могут быть соединены с SB/ICH 820 через системную шину. В одной реализации клавиатура 870, мышь 872, параллельный порт 878 и последовательный порт 876 могут быть подключены к системной шине через шину ввода-вывода. Другие периферийные устройства и устройства, могут быть подключены к SB/ICH 820 с использованием контроллера массового запоминающего устройства, такого как SATA или PATA, порт Ethernet, шина ISA, мост LPC, системная управляющая шина, контроллер DMA и аудиокодек.

Описанные здесь функции и признаки также могут выполняться различными распределенными компонентами системы. Например, один или более процессоров могут выполнять эти системные функции, причем процессоры распределены по нескольким компонентам, взаимодействующим в сети. Распределенные компоненты могут включать в себя один или более клиентских и серверных компьютеров, которые могут совместно использовать обработку, как показано на фиг. 6, в дополнение к различным интерфейсам и коммуникационным устройствам человека (например, мониторам дисплея, смартфонам, планшетам, карманным персональным компьютерам (КПК)). Сеть может представлять собой частную сеть, такую как LAN или WAN, или может представлять собой общедоступную сеть, такую как Интернет. Вход в систему может быть получен через прямой пользовательский вход и получен удаленно либо в режиме реального времени, либо в виде пакетного процесса. Кроме того, некоторые реализации могут выполняться на модулях или оборудовании, не идентичных описанным. Соответственно, другие реализации находятся в пределах объема правовой охраны, который может быть заявлен.

На фиг. 8 показан пример облачных вычислений, в котором различные устройства связаны между собой через сеть и облачную инфраструктуру. Аналогичным образом на фиг. 6 показаны PDS 1012 и сотовый телефон 1014, подключенные к службе 1020 мобильной сети через точку 1054 беспроводного доступа, такую как фемтосота или сеть Wi-Fi. Кроме того, на фиг. 8 показан компьютер 1001, такой как компьютер 104, подключенный к службе 1020 мобильной сети через беспроводной канал с использованием базовой станции 1056, такой как, например, сеть Edge, 3G, 4G или LTE. На фиг. 8 также проиллюстрировано соединение станции управления смешиванием газов через сеть 1040. Также возможны различные другие перестановки связей между типами устройств и службой 1020 мобильной сети, как очевидно для специалиста в данной области техники. Различные типы устройств, такие как сотовый телефон 1014, планшетный компьютер 1016 или настольный компьютер, также могут получать доступ к сети 1040 и облачному серверу 1030 через фиксированное/проводное соединение, например, через USB-соединение с настольным компьютером или переносным компьютером или рабочей станцией, которая подключена к сети 1040 через сетевой контроллер, такой как сетевая карта Intel Ethernet PRO от Intel Corporation of America, для взаимодействия с сетью.

Сигналы от беспроводных интерфейсов (например, базовой станции 1056, точки беспроводного доступа 1054 и спутникового соединения 1052) передают в службу 1020 мобильной сети, такой как EnodeB и контроллер радиосети, UMTS или HSDPA/HSUPA, и из него. Запросы от мобильных пользователей и их соответствующая информация, а также информация, отправляемая пользователям, передают на центральные процессоры 1022, которые подключены, например, к серверам 1024, предоставляющими услуги мобильной сети. Кроме того, операторы мобильной сети могут предоставлять услуги различным типам устройств. Например, эти услуги могут включать в себя аутентификацию, авторизацию и учет на основе данных домашнего агента и данных абонента, хранящихся, например, в базах 1026 данных. Запросы абонентов могут доставляться в облачный сервер 1030 через сеть 1040.

Как очевидно, сеть 1040 может представлять собой общедоступную сеть, такую как Интернет, или частную сеть, такую как сеть LAN или WAN, или любую их комбинацию, и также может включать в себя подсети PSTN или ISDN. Сеть 1040 также может представлять собой проводную сеть, такую как сеть Ethernet, или может представлять собой беспроводную сеть, такую как сотовая сеть, включая беспроводные сотовые системы EDGE, 3G и 4G. Беспроводная сеть также может представлять собой Wi-Fi, Bluetooth или любую другую известную беспроводную форму связи.

Каждый из различных типов устройств может подключаться через сеть 1040 к облачному серверу 1030, принимать входные сигналы из облачного сервера 1030 и передавать данные в облачный сервер 1030. В облачном сервере 1030 контроллер 1036 облачного сервера обрабатывает запрос для предоставления пользователям соответствующих облачных служб. Эти облачные службы предоставляются с использованием концепций служебных вычислений, виртуализации и сервис-ориентированной архитектуры. Данные из облачного сервера 1030 могут быть доступны компьютеру 1001 на основе взаимодействия с пользователем и отправлены на пользовательские устройства 1010, 1012 и 1014.

Доступ к облачному серверу 1030 может быть получен через пользовательский интерфейс, такой как защищенный шлюз 1032. Защищенный шлюз 1032 может, например, предоставлять точки обеспечения политики безопасности, расположенные между потребителями облачных служб и поставщиками облачных служб, для внедрения политики безопасности компании, поскольку ресурсы на основе облачного сервера являются доступными. Кроме того, защищенный шлюз 1032 может объединять множество типов обеспечения политики безопасности, включая, например, аутентификацию, единую регистрацию, авторизацию, преобразование маркеров безопасности, шифрование, токенизацию, сбор данных, оповещение и управление API. Облачный сервер 1030 может предоставлять пользователям вычислительные ресурсы с использованием системы виртуализации, причем требования к обработке и памяти могут быть динамически распределены и рассредоточены среди комбинации процессоров и запоминающих устройств так, что подготовка вычислительных ресурсов скрыта от пользователей и выполнение подготовки выглядит непрерывным, как если бы она выполнялась на одном компьютере. Таким образом, создается виртуальная машина, которая динамически распределяет ресурсы и, следовательно, более эффективно использует доступные ресурсы. Система виртуализации с использованием виртуальных машин создает видимость использования одного единого компьютера, даже если могут использоваться несколько вычислительных ресурсов и памятей в соответствии с увеличением или уменьшением спроса. Виртуальные машины могут быть получены с использованием инструмента 1040 обеспечения, который подготавливает и оснащает облачные ресурсы, такие как центр 1034 обработки и хранилище 1038 данных, для предоставления услуг пользователям облачного сервера 1030, таких как описанные выше относительно сервера 110. Центр 1034 обработки может представлять собой компьютерный кластер, центр обработки данных, компьютер общего назначения или группу серверов. Центр 1034 обработки и хранилище 1038 данных также могут быть расположены совместно.

В большинстве случаев предпочтительно, чтобы поставщики и торговые точки СПГ могли регулировать и/или управлять поставками, которые содержат метановое число. Соответственно, описанные здесь системы и способы обеспечивают выборочный контроль и предоставление отчета о содержаниях нормируемого компонента, необходимым для соответствия нормативным требованиям и/или требованиям по качеству для передачи КПГ потребителю и, в частности, в контексте заправки двигателя на КПГ. Соответственно, описанные здесь системы и способы обеспечивают преимущественные признаки генерации метанового числа, полученного в соответствии с региональными/локальными нормативными протоколами и/или требованиями к контролю для соответствия работе двигателя из выбираемых критериев, применимых для множества конкретных условий. Это предотвращает проблемы, ранее рассмотренные в отношении детонации двигателя, и предотвращает ухудшение характеристик оборудования, что является проблемой, которая приносит вред индустрии из-за затрат и задержек.

Кроме того, описанные здесь системы и способы обеспечивают техническое решение технической проблемы генерации более точных метановых чисел, а также очищения газа для достижения более точных метановых чисел. Использование специального оборудования и специальных измерений для получения значений состава газа в реальном времени для использования в вычислениях по протоколу повышает точность вычисления метанового числа. Это позволяет пользователю полностью соблюдать стандарты соответствия в индустрии, в которой постоянно меняются требования. Это также позволяет пользователю выполнять гарантийные требования производителя двигателей для генерации метанового числа для автомобильного топлива. Кроме того, способность эффективно и оперативно генерировать несколько метановых чисел на основе изменяющихся протоколов улучшает область техники за счет отсутствия необходимости в повторной калибровке различного оборудования каждый раз, когда требуется вычисление по другому протоколу.

Точность метанового числа становится все более важной, поскольку в США прогнозировалось, что использование природного газа в качестве топлива для транспортировки будет расти со среднегодовой скоростью в 11,9% с 2011 по 2040 год. Кроме того, повышенная точность метанового числа уменьшит детонацию двигателя, улучшая таким образом область техники характер детонационной способности топлива, а также сборки и надежности двигателя. Это важно при очищении газа для корректировки метанового числа, поскольку точное метановое число уменьшит количество случаев детонации, и при этом обеспечит соблюдение все более строгих стандартов. Это позволяет производителям газа с несоответствующим топливным газом КПГ для автотранспортных средств очищать свой газ с большей гибкостью. Например, производитель газа с газом с высоким содержанием этана может предпочесть удалить часть более тяжелых углеводородов для соответствия предложенному требованию к метановому числу, а не сокращать этан, который труднее удалить. Кроме того, эти более тяжелые углеводороды более востребованы, например, в Калифорнии, чем этан. Кроме того, смешивание эффективно для соблюдения тарифов при выполнении передачи продукта потребителю между различными областями, такими как трубопроводы, и поэтому наличие точного метанового числа имеет решающее значение для обеспечения эффективной и точной передачи продукта потребителю.

Соответственно, здесь описана система, которая использует конкретный алгоритм и поэтому не является абстрактной концепцией. Кроме того, описанные здесь системы и процессы изложены в значительно большей степени, чем любая абстрактная концепция, поскольку они описывают признаки, которые не являются широко распространенными, общепринятыми или традиционными и которые также улучшают область техники.

Понятно, что изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе, и что многие модификации и другие варианты осуществления изобретения предназначены для включения в объем правовой охраны изобретения. Более того, хотя здесь используются конкретные термины, они используются только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения описания изобретения.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение полезно для получения метанового числа, например, при выполнении передачи продукта потребителю, в соответствии с конкретным протоколом, который соответствует признанным стандартам, таким как соответствие нормативным требованиям региональных и локальных юрисдикций. Изобретение также полезно для обеспечения соблюдения гарантий производителя двигателей и подобного.

Группа изобретений относится к системе и способу контроля и представления отчета о содержании нормируемого компонента, содержащегося в продукте компримированного природного газа (КПГ), для передачи продукта потребителю и обеспечения возможности выбора конкретного протокола, связанного с требованиями конкретной ситуации. Способ для генерирования по меньшей мере первого и второго метановых чисел для передачи потребителю компримированного природного газа включает в себя этап инициирования, посредством по меньшей мере одного процессора, программной процедуры, которая генерирует по меньшей мере первое поле и второе поля. При этом выбирают анализирующее устройство посредством первого поля. Выбирают протокол вычисления метанового числа посредством второго поля для использования по его назначению. Контролируют передачу продукта потребителю посредством анализирующего устройства, выполненного с возможностью измерения состава компримированного природного газа. Получают данные от анализирующего устройства, от по меньшей мере одного процессора, причем данные отражают анализ пробы компримированного природного газа из передачи продукта потребителю. Определяют средний состав компримированного природного газа в зависимости от полученных данных за период передачи продукта потребителю в качестве первого поля. Определяют набор установленных процессов для генерации метанового числа, совместимых с анализирующим устройством. Выбирают первый установленный процесс из набора процессов, соответствующего первому выбранному протоколу генерации метанового числа. Выбирают второй установленный процесс из набора процессов, соответствующего второму выбранному протоколу генерации метанового числа. Применяют посредством по меньшей мере одного процессора, первого установленного процесса к полученным данным из анализирующего устройства, для вычисления первого метанового числа в зависимости от выбранного протокола генерации метанового числа. Применяют посредством по меньшей мере одного процессора, второго установленного процесса к полученным данным из анализирующего устройства, для вычисления второго метанового числа в зависимости от выбранного второго протокола генерации метанового числа. Сравнивают первое и второе метановые числа с предварительно заданными пороговыми значениями. Корректируют топливо из компримированного природного газа в зависимости от сравнения. Техническим результатом является получение надлежащего качества топлива до работы двигателя. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ для генерирования по меньшей мере первого и второго метановых чисел для передачи потребителю компримированного природного газа, отличающийся тем, что включает в себя этапы:

инициирования, посредством по меньшей мере одного процессора, программной процедуры, которая генерирует по меньшей мере первое поле и второе поле, и получения выбора анализирующего устройства посредством первого поля; получения выбора протокола вычисления метанового числа посредством второго поля для использования по его назначению;

контролирования передачи продукта потребителю посредством анализирующего устройства, выполненного с возможностью измерения состава компримированного природного газа;

получения данных от анализирующего устройства, от по меньшей мере одного процессора, причем данные отражают анализ пробы компримированного природного газа из передачи продукта потребителю;

определения среднего состава компримированного природного газа в зависимости от полученных данных за период передачи продукта потребителю в качестве первого поля;

определения набора установленных процессов для генерации метанового числа, совместимых с анализирующим устройством;

выбирания первого установленного процесса из набора процессов, соответствующего первому выбранному протоколу генерации метанового числа;

выбирания второго установленного процесса из набора процессов, соответствующего второму выбранному протоколу генерации метанового числа;

применения, посредством по меньшей мере одного процессора, первого установленного процесса к полученным данным из анализирующего устройства, для вычисления первого метанового числа в зависимости от выбранного протокола генерации метанового числа;

применения, посредством по меньшей мере одного процессора, второго установленного процесса к полученным данным из анализирующего устройства, для вычисления второго метанового числа в зависимости от выбранного второго протокола генерации метанового числа,

сравнения первого и второго метановых чисел с предварительно заданными пороговыми значениями, и

корректирования топлива из компримированного природного газа в зависимости от сравнения.

2. Способ по п. 1, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя одновременное вычисление второго метанового числа для компримированного природного газа в соответствии со вторым установленным процессом посредством применения второго выбранного протокола и данных, полученных от анализирующего устройства.

3. Способ по п. 1 или 2, дополнительно отличающийся тем, что анализирующее устройство включает в себя одно из хроматографа, кориолисового расходомера с датчиками микроперемещений и испарителя.

4. Способ по любому из пп. 1-3, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этапы:

определения набора установленных процессов для генерации метанового числа, совместимых со вторым анализирующим устройством, отличным от первого анализирующего устройства,

выбирания второго установленного процесса из набора процессов, соответствующего второму выбранному протоколу генерации метанового числа,

применения второго установленного процесса к полученным данным из второго анализирующего устройства для вычисления метанового числа, соответствующего второму выбранному протоколу генерации метанового числа.

5. Способ по любому из пп. 1-4, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этапы:

генерации отчета сертификата передачи, включающего в себя метановое число на основе первого и второго выбранных протоколов метанового числа и данных, полученных от анализирующего устройства.

6. Способ по любому из пп. 1-5, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этапы:

конфигурирования системы для полевой эксплуатации перед обработкой данных, полученных посредством анализирующего устройства.

7. Способ по любому из пп. 1-6, дополнительно отличающийся тем, что топливо из компримированного природного газа очищают, когда первое или второе метановое число меньше предварительно заданного порогового значения.

8. Способ по любому из пп. 1-7, дополнительно отличающийся тем, что при очищении в топливо из компримированного природного газа вводят очищенный газ с известным метановым числом.

9. Способ для генерирования по меньшей мере первого и второго метановых чисел для передачи потребителю компримированного природного газа, отличающийся тем, что включает в себя этапы:

инициирования, посредством по меньшей мере одного процессора, программной процедуры, которая генерирует первое поле и второе поле;

получения выбора анализирующего устройства посредством первого поля;

получения выбора протокола вычисления метанового числа из протоколов вычисления метанового числа посредством второго поля и выбирания по меньшей мере первого и второго протоколов метанового числа из выбора протокола вычисления;

периодического вычисления, посредством по меньшей мере одного процессора, по меньшей мере первого и второго метановых чисел посредством применения измеренного значения состава газа топлива из компримированного природного газа, полученного от выбранного анализирующего устройства, к выбранным первому и второму протоколам вычисления метанового числа в процессе передачи продукта потребителю для получения среднего вычисленного метанового числа;

сравнения первого и второго полей с базой данных, содержащей предварительно заданный список, включающий по меньшей мере первый и второй протоколы вычисления метанового числа;

определения того, соответствуют ли указанные первое и второе поля протоколу вычисления метанового числа из предварительно заданного списка; и

генерации сертификата передачи, включающего в себя по меньшей мере первое и второе метановые числа.

10. Способ по п. 9, дополнительно отличающийся тем, что включает в себя этапы:

одновременной генерации по меньшей мере первого и второго метановых чисел на сертификате передачи, соответствующих по меньшей мере первому и второму выбранным протоколам вычисления метанового числа.

11. Способ по любому из пп. 9, 10, дополнительно отличающийся тем, что топливо из компримированного природного газа корректируют, когда по меньшей мере первое или второе сгенерированное метановое число меньше по меньшей мере одного предварительно заданного порогового значения.

12. Способ по любому из пп. 9-11, дополнительно отличающийся тем, что при очищении в топливо из компримированного природного газа вводят очищенный газ с известным метановым числом.

13. Способ по любому из пп. 9-12, дополнительно отличающийся тем, что вычисление метановых чисел, сравнение и корректирование компримированного природного газа непрерывно выполняют до тех пор, пока по меньшей мере первое и второе метановые числа не станут больше или равны по меньшей мере одному предварительно заданному пороговому значению.

14. Система для генерирования по меньшей мере первого и второго метановых чисел для передачи потребителю компримированного природного газа, отличающаяся тем, что содержит:

анализирующее устройство, выполненное с возможностью периодического измерения компонентов состава компримированного природного газа и генерации данных, отражающих их, и

схему обработки, связанную с указанным конкретным анализирующим устройством, при этом указанная схема обработки выполнена с возможностью

определения набора установленных процессов для генерации метанового числа, совместимых с конкретным анализирующим устройством,

получения выбора первого установленного процесса из набора процессов, соответствующего первому выбранному протоколу генерации метанового числа,

применения первого установленного процесса к полученным данным периодического измерения из анализатора для вычисления первого примерного метанового числа в зависимости от первого выбранного протокола генерации метанового числа,

получения выбора второго установленного процесса из набора процессов, соответствующего второму выбранному протоколу генерации метанового числа,

применения второго установленного процесса к полученным данным периодического измерения из анализатора для вычисления второго выбранного примерного метанового числа в зависимости от второго выбранного протокола генерации метанового числа,

сравнения каждого из первого и второго метановых чисел с предварительно заданными пороговыми значениями, и

управления станцией управления смешиванием газа для очищения топлива из компримированного природного газа в зависимости от сравнения.

15. Система по п. 14, дополнительно отличающаяся тем, что схема обработки одновременно обрабатывает по меньшей мере первый и второй протоколы вычисления метанового числа и вычисляет соответствующие по меньшей мере первое среднее и второе среднее метановые числа.

16. Система по п. 14 или 15, дополнительно отличающаяся тем, что протокол вычисления метанового числа основан на типе промышленного продукта.

17. Система по любому из пп. 14-16, дополнительно отличающаяся тем, что протоколы генерации метанового числа определены на основе типа анализирующего устройства.

18. Система по любому из пп. 14-17, дополнительно отличающаяся тем, что схема обработки выполнена с возможностью побуждения станции управления смешиванием газа очищать топлива из компримированного природного газа, когда среднее метановое число меньше предварительно заданного порогового значения.

19. Система по любому из пп. 14-18, дополнительно отличающаяся тем, что станция управления смешиванием газа выполнена с возможностью очищения компримированного природного газа посредством введения очищенного газа с известным метановым числом в состав компримированного природного газа.