CN106170803A - 液化天然气的载荷特性估计方法 - Google Patents

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Abstract

一种估计在航线上的任何点(401，P；501，502，503)由运输船运输的液化天然气的载荷的特性(Qn'，Ql')的方法，其特征在于，所述估计是通过在起始自特性(Qn，Ql)已知的参考点(400，P；500)的航线(410，411，412，420；510，511，512)上综合将所述载荷的即时转变与即时航行条件相关联的关系而作出的。

Description

液化天然气的载荷特性估计方法
背景技术
本发明在于运输载荷的领域，根据在运输期间所碰见的状况，该运输载荷在运输过程中可能会遭受转变，该转变可能会影响该载荷的销售价格。
本发明特别的应用在于通过海上运输液化气，通常为液化天然气(LNG)。所使用的船舶为具有液化气储罐的甲烷运输船。在运输期间，部分液化气回到气态，此时，该气态部分被称为蒸发气(BOG)。该部分取决于许多参数和因素，包括储罐的形状和如何安装它们，也包括在其中的晃荡的量，该晃荡的量取决于航程期间的海上状态和运输船的速度。最后，生成的BOG部分也取决于航行的持续时间。某些甲烷运输船设置有再液化BOG的设备。其他的甲烷运输船使用BOG作为推动运输船的燃料。为了在氧化过程中处理BOG，全部或部分地烧掉BOG，也是常见的做法。
部分LNG转变为BOG不仅对剩下的LNG的量有影响，而且对LNG的精确组成也有重大影响，因为某些分子比其他分子蒸发更快。进而，LNG的组成对其经济优势(或者被载荷的潜在买家所看到的质量)有影响，因此对其价格相对于销售量有影响。
运营甲烷运输船的公司需要满足招标，招标基于给定日期的市场价格来要求并包括对所交付的产品的质量的约束。这些招标在商业中被通常称为“即期”合同。
目前，对于运营甲烷运输船的公司，满足这种招标涉及承担一定的风险，因为很难预料将被最终交付的LNG的质量和量。运输条件能够至少部分地根据预期的天气状况和打算使得运输船行驶的速度来预料。然而，目前，不能利用这种信息来确定在航行结束时被预期的LNG的质量和量。特别地，即使某些运营商可以利用基于航行开始时的LNG质量和量来计算预期的航行结束时的LNG的质量和量的软件(CRIGEN实验室开发的CARGO软件)，但是该软件是假设气体在航程期间以恒定速率蒸发来执行其计算的。
在评估经济可行性和选择合适的海上路线(行程、速度)的能力方面，这将导致不满足寻求响应于即期招标的甲烷运输船运营商的需求。
相应地，也不满足对提高在沿运输船航行的所有点由运输船运输的LNG的估计质量和/或量的有效解决方案的需求。
发明内容
为解决此问题，提供了一种估计在航线上的任意点由运输船运输的液化天然气的载荷的特性的方法，其特征在于，该估计是通过在起始于特性已知的参考点的航线上综合将载荷的即时转变与即时航行条件关联起来的关系而作出的。
所述估计由运输船运输的液化天然气的载荷的特性的方法为在此估计的帮助下为运营该运输船提供协助的方法。
有利地，由于考虑了气体蒸发的真实动力学，该估计步骤改进了由运输船运输的液化天然气的物理特性的估计。
通过这些原理，可以获得被运输的液化气的质量(组成)和量的精确的估计，因此使得能更好的管理运输船的运营。特别是，通过获得非常精确的运营盈利能力的估计，能够非常快地响应即期招标，且从经济角度来看，同时优化了运输条件。
在一个实施方式中，作出估计的航线上的点为运输船到达其交货终点的点，或者为航线上需要在两个行程中进行选择的点。因此，能够清楚地看到该方法在使用中非常灵活，适用运输船，而无论它们是否有自己的用于实时获得正在运输的LNG的组成和正在生成的BOG的特性的传感器。
在变形中，所述航线包括预期的航线，以及所述关系基于即时航行条件的预测值来使用。备选地，所述航线包括已被遵循的航线，以及所述关系基于在该航线上针对即时航行条件记录的值来使用。
例如，即时航行条件包括运输船的速度和天气条件(海洋状态和沿航线的大气状态)。还规定了参考点为该运输船的装货码头。
运输船的速度和天气条件为物理量。
根据该实施方式，运输的气体的特性可包括液化气的组成、液化气的温度、由于装载而蒸发的气体的比例或量、液化气的质量或者剩下的液化气的量。该关系提供了已蒸发的气体的量和组成(质量)。在一完整的实施方式中，该关系考虑了甲烷运输船的储罐的特性。
在一特别的实施方式中，为多个可能的目的地作了估计，并且在这些为各个可能的目的地所计算的运输气体的市场价值的迭代之间作了比较，以便为载荷选择最赚钱的目的地。
本发明也提供一种估计由运输船运输的液化天然气的载荷的特性的设备，该设备具有根据运输船的航线来表征运输船运输的气体的状态的表征装置，该设备的特征在于，该表征装置利用将液化气的即时蒸发与即时航行条件关联起来的关系。
因此，本发明提供一种为运营运输船提供协助的设备，该设备使得可以估计由运输船运输的液化天然气的特性，且包括所述表征装置。
附图说明
图1示出了甲烷运输船及其货物。
图2示出了本发明一实施方式中所执行的步骤图。
图3示出了本发明的一实施方式的工具的操作。
图4和图5示出了本发明的两个实施方式。
具体实施方式
参考附图1，可以看出甲烷运输船100具有装满LNG120的多个储罐100。尽管存在隔离件115，但是在运输船的整个旅程中，仍会有部分LNG蒸发而形成BOG 130。BOG 130可通过发动机140被用作推动运输船100的燃料，或者可仅通过燃烧器150烧掉。
图2示出了在本发明的一实施方式中执行的过程。
首先，在阶段1000期间建立经验数据库。该阶段可利用一队运输船或者单个运输船。每个运输船安装有各种传感器和录音机，用于在运输船的航行期间测量BOG的各种成分的量和性质。传感器可包括利用燃烧的色谱或热值分析仪，以便确定蒸发气体的组成。传感器还包括用于测量蒸发率，例如始终测量BOG压缩机的摄入率的工具。传感器还可包括用于测量海的状态、用于测量波高或其周期、连同波向和运输船速度的工具，如惯性部件。可利用激光系统来测量波高。也可基于GPS坐标利用卫星数据。传感器也可测量海或风的温度。
各种传感器和录音机将在单个运输船上被找到，并且它们在每个时刻进行测量(通常每分钟一次，但是可使用其他频率)。
这有助于建立经验数据库，例如，通过一年多从一艘运输船或者在较短时长上从一队运输船收集所有的值。
一旦在步骤1000期间建立起数据库，则在步骤1100期间提取将海洋条件与BOG转变到LNG关联起来的关系。这涉及到使用统计相关方法，例如，多项式相关性，来将剩下的LNG的量和组成以及BOG的量和组成与由海的状态(波高和频率、水流速度和海的温度)所构成的参数、运输船的特性(特别是其存储容量和隔离系统)、运输船的前进速度、天气条件(包括风速和外界温度)，以及最初上船时的LNG性质关联起来。
一旦关系被提取出来，则在步骤1200期间，建议将它放入计算机工具中。
举例来说，计算机工具能够使得海上的甲烷运输船的船员能够在整个航程中实时追踪储罐中的液化天然气的性质的变化。
该工具使得能够知道航程结束时的液化天然气的物理特性。
该工具也使得运营商，在使运输船前往给定航程之前，能够优化航程以便获利。因此，盈利能力计算考虑了预期的航行条件、将载荷交付到目的地港口的预期的价格、以及运输成本(包括租船费和船员费用)，所述预期的价格随该港口所提供的价格和抵达时货物的预期状态变化。验证航行持续时间和针对航海的安全性的约束是满足的。
工具也使得能够评估利用给定运输船响应即期招标的可能性。因此，一旦确定了优化的航线，则决定了在运营运输船的经济学背景下，该航线是否是有利可图的，或者是否优选保持运输船可用于其他招标。
图3更详细的示出了该过程。
作为输入，计算机工具3000接收与预测的天气状况和海的状态相关的数据3010。计算机工具3000也接收与运输船的货物相关的信息3020。与预定航线和该航线上的预定航行速度(其可为沿该航线的常量或变量)相关的初始数据3100也被提供给工具3000。
基于该数据，工具3000提供在航行的每个时刻LNG的即时质量(或组成)和即时量，和/或，通过求差，提供在航行的每个时刻所生成的BOG的量和组成。该数据用3200标记。通过使用收敛准则，本方法使得能够决定是否期望搜寻可能改善数据3200的航线数据和速度数据。在步骤3300中执行测试。如果期望修改航线或速度，则修改的航线和速度数据3110被再次输入到执行新计算的工具3000，其他保持不变。如果估计到生成的航线已充分优化，那么则进行调查步骤，调查响应即期招标是否是可能的或有利可图的，该步骤用3400标记。
参考图4描述本发明的应用。
已经从装货港口400启程的甲烷运输船100目前在海上的点P处。为了到达港口401，其船员估计了三条海上航线410、411和412。这些航线在预期的天气条件、授权的速度和授权的距离方面不同。利用以上描述的工具，船员能够选择能够使得其到达港口401的航线，同时在储罐中保存最好质量Ql和最多量Qn的LNG。在图4中指定，符号Qn和Ql表示在所分析的航线开始时的值，符号Qn’和Ql’表示在所分析的航线终止时的值。计算机工具用于，在三条潜在航线410、411和412上，综合将运输条件与气体的转变关联起来的关系，同时利用预测或预期的航行数据。
还指定：如果在点P未知值Qn和Ql，例如，因为运输船没有测量它们的传感器，则可使用建议的计算机工具，通过以下方式来估计它们：在已经行驶的航线420上，综合将运输条件与气体的转变关联起来的关系，同时利用在通过点400和点P之间的期间所存储的实际运输条件。
参考图5，对本发明的另一个应用进行描述。
甲烷运输船100位于装货港口500。运输船已装载有货物LNG或者准备装载货物LNG。运输船运营商不知道往那个目的地供给运输船及其货物。港口501、502和503都是潜在的货物买家，每个价格不同，给定港口的最终价格还取决于实际达到港口的LNG的质量和量。上述提及的计算机工具用于在三条潜在航线511、512和513上综合将运输条件与气体的转变关联起来的关系，同时利用预测或预期的航行数据。利用该计算机工具，运输船运营商因此能决定将运输船发给港口501、502或503的任何一个，或者，如果港口501、502或503的要约在给定的航行条件下没有足够的吸引力，甚至决定将运输船100停留在码头中，同时等待其他要约出现。
本发明并不局限于以上所描述的实施方式，并且扩展到任何包括在权利要求的范畴的任何变形。

Claims (11)

1.一种估计在航线上的任意点(401，P，501，502，503)由运输船运输的液化天然气的载荷的特性(Qn'，Ql')的方法，其特征在于，所述估计是通过在起始于特性(Qn，Ql)已知的参考点(400，P；500)的航线(410，411，412，420；510，511，512)上综合将所述载荷的即时转变与即时航行条件相关联的关系而作出的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述航线上的点为所述运输船到达其交付终点(401；501，502，503)的点或航线上需要在两个路线(P)之间进行选择的点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述航线包括预期的航线(410，411，412；510，511，512)，所述关系基于即时航行条件的预测值来使用。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中，所述航线包括已经遵循的航线(420)，所述关系基于在该航线上记录的即时航行条件的值来使用。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中，所述即时航行条件包括运输船的速度或者沿航线的海的状态或者沿航线的大气状态。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其中，所述参考点(400；500)为所述运输船的装货码头。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其中，运输的气体的特性包括液化气的组成、液化气的温度、自装载起蒸发了的气体的比例或量、液化气的质量或者剩下的液化气的量。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其中，所述关系提供已蒸发的气体的量(Qn)和组成(Ql)。
9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其中，所述关系考虑了所述甲烷运输船的储罐的特性。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其中，为多个可能的目的地(501，502，503)作估计，以及在为各个可能的目的地计算的所运输气体的市场价格迭代之间作比较，以便为载荷选择最赚钱的目的地。
11.一种估计由运输船运输的液化天然气的载荷的特性的设备，该设备具有表征装置，所述表征装置用于根据所述运输船的航线来表征由运输船运输的气体的状态，所述设备的特征在于，所述表征装置利用将液化气的即时蒸发与即时航行条件关联起来的关系。
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