KR102337378B1 - 메탄가 생성을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

하나 이상의 특정한 분석기로부터 조성 데이터를 획득하는 것 및 획득된 조성 데이터를 하나 이상의 선택 가능한 메탄가 생성 프로토콜에 적용하는 것에 의해 압축 천연 가스 연료에 대한 메탄가를 생성하기 위한 시스템 및 방법. 시스템 및 방법은, 미리 결정된 메탄가를 충족하기 위해 압축 천연 가스 연료의 정제를 포함할 수 있다.

Description

메탄가 생성을 위한 시스템 및 방법
이 PCT 국제 출원은 2018년 5월 8일자로 출원된 미국 출원 일련 번호 제15/973,877호 및 2017년 6월 26일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/524,836호에 대한 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 발명은, 보관 이송(custody transfer)을 위해 압축 천연 가스(compressed natural gas; "CNG") 제품에 포함되는 중요한 구성 요소 함량을 모니터링 및 보고하기 위한, 그리고 특정한 상황의 요건과 관련되는 특정한 프로토콜의 선택을 제공하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 규제 기관에 대한 보고 요건을 준수하고, 특정한 적용 가능한 요구에 따라 계산되는 메탄가 생성을 수반하는 CNG 엔진 제조 요건을 충족하는 데 특히 적합하다.
천연 가스는 수십 년 동안 차량의 연료원으로 사용되어 왔으며, 환경적 고려, 연료 공급의 다양화, 및 높은 유가와 같은 사회적 문제에 기인하여 점점 더 옹호되고 있다. CNG 연료의 노크 저항성(knock resistance)에 등급을 매기기 위한 상이한 스케일이 존재한다. 구체적으로, 메탄가(Methane Number; "MN") 및 모터 옥탄가(Motor Octane Number; "MON") 둘 모두는, 연소 엔진의 "노크 경향성(knock tendency)"의 지표로서 활용된다.
메탄가는, 자연 폭발(detonation)로도 또한 칭해지는 엔진 노크에 대한 연료 가스의 저항의 척도를 나타낸다. 메탄가는, 연료 가스의 열역학적 속성(property)이 아니라 연소 제어를 나타내는 수치적 특성이다. 엔진 노크/자연 폭발은 연료 공기 혼합물(fuel-air mixture)이 전파하는 화염에 앞서 자동 점화될 때 발생한다. 이 현상은, 동력 및/또는 효율성의 심각한 손실뿐만 아니라, 엔진에 대한 손상으로 이어질 수 있는 충격파를 발생시킨다.
CNG 연료의 노크 저항성은, 연료가 노킹을 일으키는 압축비를, 동일한 비율에서 노킹을 일으키는 기준 연료 혼합물(reference fuel blend)의 압축비에 비교하는 것에 의해 결정된다. 메탄가는, 노크 테스팅 유닛에서의 그들의 동작에 기초하여 천연 가스 공급품(natural gas supply)에 할당된다. 메탄가에 대한 기준 연료 혼합물은, 100의 값을 할당받는 메탄, 및 0의 값을 받는 수소를 포함한다. 비교 목적을 위해, 메탄가와 MON 사이의 주요 차이점은, 천연 가스에 비교되는 기준 연료 혼합물이다. MON에 대한 기준으로서 사용되는 연료 혼합물은 100의 옥탄가를 할당받는 이소옥탄(iso-octane)과 0의 옥탄가를 받는 n-헵탄(n-heptane)으로 구성된다. CNG 연료에 대한 MON은 115에서부터 130을 초과하는 범위에 이른다.
그러나, 특정한 기준 연료 혼합물에 대한 연료 특성의 비교는, 표준 균일성이 끝나는 곳이다. 구체적으로, 메탄가 생성은, 최종 값을 생성하기 위해 활용되는 다양한 공식 및 기술뿐만 아니라, 계산에 적용 가능한 CNG 엔진 제조자 프로토콜에 의해 제공되는 규제 환경 및 특정한 연료 요건의 사용에 기인하여, 점점 더 나누어지게 되었다. 특히, 소정의 품질 요건을 충족하지 않는 몇몇 가스 조성은, 특히 계산된 메탄가가 80 이상인 경우, 다른 프로토콜의 준수를 여전히 충족할 수도 있다는 것을 유의한다. 소정의 상황 하에서, 비 규격(non-compliant) CNG 모터 연료의 생산자는, 메탄가를 향상시키기 위한 중탄화수소(heavier hydrocarbon)의 덜 어렵고 비용이 덜 드는 제거를 위해, 프로토콜에서의 이들 변동을 이용하여 에탄 함량 감소의 기술적으로 더 어렵고 비용이 더 많이 드는 프로시져를 방지할 수 있다.
일반적으로, 메탄가에 대한 계산 방법은, 바람직하게는 C4까지의 탄화수소만을 함유하는 공지된 가스의 실험 측정에 기초한다. 이것은, 상이한 방식으로 C4 분율에 종종 첨가되는 더 높은 탄화수소를 소정의 프로토콜만이 고려하기 때문이다. 마찬가지로, 몇몇 모델에서, H2, CO2, 및/또는 SH2만 고려되었다. 이들 구성 성분이 특정한 계산 방법에 의해 고려되지 않는 경우, 그들의 영향의 효과는 미정이다. 따라서, 교정 가스에서의 변동, 상이한 계산 기술, 및 소정의 구성 성분의 무시는, CNG 연료에 할당되는 최종 메탄가의 값에서의 불일치로 이어졌다.
설상가상으로, 메탄가에 대한 가이드라인의 어떠한 하나의 세트도 다양한 규제 플랫폼에 걸쳐 그리고 엔진 제조자에 의해 수용되지 않는다. LNG의 보관 이송과 관련되는 상업적 엔티티를 갖는 것과 마찬가지로, 상이한 규제 엔티티가 다양한 알고리즘 프로토콜에 기초하여 상이한 표준을 발표하였다. 예를 들면, California Air Resource Board는, ASTM D1945 표준에 따라 계산되는 80의 메탄가를 갖는 것을 포함하는 최소 명세를 충족하기 위해 차량 사용을 위한 압축 천연 가스 메탄가 및 연료 조성을 규정한다. 대조적으로, 보증 커버리지를 유지하기 위해, CNG 엔진 제조자인 Cummins Westport는, 미국 자동차 기술학회(Society of Automotive Engineers; SAE) 표준에 따라 계산되는, C, B 및 L Gas Plus(가스 플러스) 엔진의 경우 65 이상의 메탄가 및 ISL G 및 ISX12 G 엔진의 경우 75 이상의 메탄가를 규정한다.
압축 천연 가스 샘플 분석을 나타내는 데이터를 분석 디바이스(analyzing device)로부터 수신하는 단계 및 특정한 분석 디바이스와 호환 가능한 메탄가 생성을 위한 확립된 프로세스의 세트를 결정하는 단계를 특징으로 하는 방법. 그 방법은 또한, 프로세스 세트로부터, 제1 선택된 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 제1 확립된 프로세스를 선택하는 단계 및 분석 디바이스로부터 획득되는 데이터에 제1 확립된 프로세스를 적용하여, 제1 메탄가를, 선택된 메탄가 생성 프로토콜의 함수로서 계산하는 단계를 특징으로 한다. 그 방법은 또한, 제1 메탄가를 미리 결정된 임계치에 비교하는 단계 및 압축 천연 가스 연료를, 비교의 함수로서 정제하는(refining) 단계를 특징으로 한다.
본 발명은, 제2 선택된 프로토콜 및 분석 디바이스로부터 수신되는 데이터를 적용하는 것에 의해 제2 확립된 프로세스에 따라 압축 천연 가스에 대한 제2 메탄가를 동시에 계산하는 단계를 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 크로마토그래프(chromatograph), 마이크로 모션 코리올리 유량계(micro-motion Coriolis meter) 및 기화기 중 하나를 포함하는 분석 디바이스를 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 제1 분석 디바이스와는 상이한 제2 분석 디바이스와 호환 가능한 메탄가 생성을 위한 확립된 프로세스의 세트를 결정하는 단계; 프로세스 세트로부터 제2 선택된 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 제2 확립된 프로세스를 선택하는 단계; 및 제2 확립된 프로세스를 제2 분석 디바이스로부터 획득되는 데이터에 적용하여, 제2 선택된 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 메탄가를 계산하는 단계를 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 제1 선택된 메탄가 프로토콜 및 분석 디바이스로부터 수신되는 데이터에 기초하여 메탄가를 포함하는 이송 티켓 리포트(transfer ticket report)를 생성하는 단계를 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 분석 디바이스에 의해 획득되는 데이터를 프로세싱하기 이전에 필드 동작(field operation)을 위해 시스템을 구성하는 단계를 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 제1 메탄가가 미리 결정된 임계치보다 더 작을 때 압축 천연 가스 연료가 정제되는 것을 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 정제가 압축 천연 가스 연료에 공지된 메탄가를 갖는 정제된 가스를 주입하는 것을 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
제1 필드 및 제2 필드를 생성하는 소프트웨어 루틴을 개시하는 단계, 제1 필드를 통해 분석 디바이스의 선택을 수신하는 단계 및 제2 필드를 통해 메탄가 계산 프로토콜의 선택을 수신하는 단계를 특징으로 하는 방법. 그 방법은, 선택된 분석 디바이스로부터 수신되는 압축 천연 가스 연료의 측정된 가스 조성 값을 선택된 메탄가 계산 프로토콜에 적용하는 것에 의해 메탄가를 계산하는 단계 및 메탄가를 미리 결정된 임계치에 비교하는 단계를 또한 특징으로 한다. 게다가, 그 방법은, 압축 천연 가스 연료를 비교의 함수로서 정제하는 단계 및 메탄가를 포함하는 이송 티켓을 생성하는 단계를 특징으로 한다.
본 발명은, 복수의 메탄가 계산 프로토콜의 선택을 동시에 수신하는 단계; 및 복수의 선택된 메탄가 계산 프로토콜에 대응하는 이송 티켓 상에서 복수의 각각의 메탄가를 생성하는 단계를 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 제1 및 제2 필드를, 하나보다 더 많은 메탄가 계산 프로토콜의 미리 정의된 목록을 포함하는 데이터베이스에 비교하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 필드가 미리 정의된 목록의 메탄가 계산 프로토콜과 매치하는지의 여부를 결정하는 단계를 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 메탄가가 미리 결정된 임계치보다 더 작을 때 압축 천연 가스 연료가 정제되는 것을 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 정제가 압축 천연 가스 연료에 공지된 메탄가를 갖는 정제된 가스를 주입하는 것을 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 메탄가가 미리 결정된 임계치 이상이 될 때까지 메탄가의 계산, 비교 및 정제가 연속적으로 수행되는 것을 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
압축 천연 가스 조성의 구성 성분을 측정하도록 그리고 그것을 나타내는 데이터를 생성하도록 구성되는 분석 디바이스, 및 특정한 상기 분석 디바이스와 통신하는 프로세싱 회로부(circuitry)를 특징으로 하는 시스템. 프로세싱 회로부는, 특정한 분석 디바이스와 호환 가능한 메탄가 생성을 위한 확립된 프로세스의 세트를 결정하도록, 프로세스 세트로부터 제1 선택된 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 제1 확립된 프로세스의 선택을 수신하도록, 분석기로부터 획득되는 데이터에 제1 확립된 프로세스를 적용하여, 메탄가를, 선택된 메탄가 생성 프로토콜의 함수로서 계산하도록, 메탄가를 미리 결정된 임계치에 비교하도록, 그리고 가스 혼합 제어 스테이션(gas blending control station)을 제어하여 압축 천연 가스 연료를 비교의 함수로서 정제하도록 구성된다.
본 발명은, 프로세싱 회로부가 복수의 메탄가 계산 프로토콜을 동시에 프로세싱하고 대응하는 복수의 메탄가를 계산하는 것을 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 메탄가 계산 프로토콜이 산업 제품의 타입에 기초하는 것을 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 메탄가 생성 프로토콜이 분석 디바이스의 타입에 기초하여 결정되는 것을 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
본 발명은, 프로세싱 회로부가, 가스 혼합 제어 스테이션으로 하여금, 메탄가가 미리 결정된 임계치보다 더 작을 때, 압축 천연 가스 연료를 정제하게 하는 것을 또한 특징으로 하는 이전 실시형태 중 임의의 것에 대한 다른 실시형태에서 규정된다.
도 1은 하나의 예에 따른 CNG 메탄가 생성을 위한 시스템의 시스템 다이어그램이다;
도 2는 하나의 예에 따른 리포트를 생성하기 위한 프로세스의 플로우차트 다이어그램이다;
도 3은 하나의 예에 따른 메탄가를 계산하는 플로우차트 다이어그램이다;
도 4는 하나의 예에 따른 메탄가에 기초하여 바이오가스를 조정하는 플로우차트 다이어그램을 예시한다;
도 5는 하나의 예에 따른 메탄가 및 관련된 이송 티켓 리포트를 생성하기 위한 유저 인터페이스를 예시한다;
도 6은, 하나의 예에 따른, 서버의 개략적인 다이어그램이다;
도 7은 하나의 예에 따른 서버의 중앙 프로세싱 유닛(central processing unit; CPU)을 예시한다; 그리고
도 8은 하나의 예에 따른 분산형 클라우드 시스템을 예시한다.
본원에서의 양태는, 특정한 분석기로부터 획득되는 데이터를 사용하여 그리고 특정한 분석기 및 선택된 준수 요건(compliance requirement) 둘 모두에 의해 결정되는 바와 같은 미리 설정된 그룹의 공식으로부터 선택되는 명시된 알고리즘 프로토콜에 따라 계산되는 메탄가의 생성을 설명한다. 몇몇 실시형태에서, 메탄가 계산 공식은, 더 구체적으로는, a) 타겟 설비(예를 들면, DANIELS, Asea Brown Boveri(ABB), SIEMENS®, YOKOGAWA®)에서 활용되는 특정한 크로마토그래피 분석기(chromatographic analyzer)에 의해; b) 일반적인(prevailing) "로컬" 표준(예를 들면, ISO(International Organization for Standardization; 국제 표준화 기구), California(캘리포니아), SAE, 및 다른 유사한 프로토콜)에 따라, 및/또는 c) 차량 엔진 보증의 유효성을 유지하기 위한 엔진 제조자(예를 들면, 대형 광산 차량용 Caterpillar®, 장거리 도로 수송 트럭용 Cummins Westport®, 선박 엔진 애플리케이션용
Figure 112020007407172-pct00001
)의 특정한 메탄가 생성 요건에 의해 좌우된다. 그 다음, 메탄가는, CNG가 지정된 메탄가를 충족할 때까지, 그것을 정제하기 위해 사용될 수 있다.
본원에서 설명되는 시스템 및 방법은, 미국 WV의 Ravenswood(레이번스우드) 소재의 Mustang® Sampling이 독점하는 SOFTVIEW® 소프트웨어 제품군(software suite)과 관련될 수 있다. 그러나, 피쳐(feature)는 SOFTVIEW® 소프트웨어 제품군과의 조합에 배타적이지 않으며 다른 실시형태에서 활용된다. 하나의 양태에서, SOFTVIEW® 소프트웨어 제품군은, 직관적인 유저 인터페이스, 서브루틴, 스테이션 네트워크 유저 인터페이스, 기구 구성(instrument configuration), 및 과거의 기록(history logging) 및 경향과 같은 피쳐를 사용하여 다수의 기구류(instrumentation)에 로컬하게 그리고 원격으로 인터페이싱하는 것에 의해 메탄가 생성을 용이하게 할 수 있다. SOFTVIEW® 소프트웨어는, 특히, Windows(윈도우) 기반의 플랫폼 상부(top)에서 실행되는 Cline SofTechnology(CST) Monitor/2000 SCADA(감독 제어 및 데이터 획득) Gateway Executive 소프트웨어 내의 하위 루틴이다. SCADA Gateway Executive(SGX) 엔진은 CST SCADA 시스템을 구동하는 동일한 엔진이다.
SOFTVIEW® 제품군은, Mustang® Sampling 분석기, 기화기, 크로마토그래프, 및 다른 기기 - 이들로 제한되지는 않음 - 와의 사용에 이용 가능한 SOFTVIEW® LITE, SOFTVIEW® LNG, SOFTVIEW® PLUS, 및 SOFTVIEW® PLUS+ 구성을 포함한다. SOFTVIEW® 소프트웨어 제품군에 대한 SGX 엔진은, 각각의 기구에 대한 인터페이스를 정의하는 기구 서브루틴, 서브루틴에 대한 구성 설정을 갖는 하나 이상의 서브루틴 파일, 서브루틴에 대한 데이터 베이스 파일, 및 SGX 애플리케이션 지원 언어(application support language; ASL)로 작성되는 서브루틴에 대한 고유의 코드 또는 로직과 같은 적어도 네 개의 컴포넌트를 포함한다.
본원에서 설명되는 시스템은, 보관 이송 이벤트에 관련되는 측정 데이터를 수집, 기록, 및 보고하기 위해 사용되는 기기(예를 들면, Mustang® Sampling 기화기 및 관련된 가스 크로마토그래피 기구)와 통신하도록 구성되는 다른 시스템(예를 들면, 분산형 제어 시스템(distributed control system; DCS) 또는 SCADA)에 인터페이싱하는 소프트웨어, 예컨대 SOFTVIEW®와 조합하여 실시될 수 있다. 그러한 실시형태에서, DCS 또는 SCADA와 같은 호스트 시스템은, 보관과 관련되는 데이터 프로세싱의 관리를 용이하게 하기 위해 측정 데이터를 획득한다. 바람직하게는, 본원에서 설명되는 시스템 및 방법은 다수의 샘플 컨디셔너 및 관련된 가스 크로마토그래프로부터 데이터를 연속적으로 수집할 수 있다.
따라서, 본원에 설명되는 방법론은, 선택된 기기로부터 획득되는 CNG 측정 데이터 및 메탄가 측정 프로토콜의 매트릭스로부터의 특정한 메탄가의 계산을 고려한다. 매트릭스는, 제1 축을 따르는 프로토콜의 목록 및 제2 축을 따르는 기기/분석기의 목록을 포함하는 데이터 테이블에 의해 표현될 수 있는데, 여기서, 매트릭스/테이블에서의 각각의 셀은, 특정한 측정 기기를 특정한 프로토콜과 페어링하는 것에 의해 생성되는 별개의 결과를 나타낸다.
다수의 메탄가의 생성은 기구로부터의 단일의 가스 조성 값을 사용하여 달성될 수도 있지만, 그러나 상이한 메탄가 프로토콜에 따라 계산될 수도 있다는 것이 추가로 고려된다. 예시적인 메탄가 계산은, 보관 이송 동안의 평균 가스 조성과 함께, ISO, Guobiao(GB), APA/ISO, APA/GB, 및 국제 International Group of Liquefied Natural Gas Importers(GIIGNL) 정의 표준을 포함하는 프로토콜을 포함한다. 단일의 가스 공급을 위해 다수의 메탄가가 생성되는 것을 필요로 할 수도 있는 상황은, 로컬 규제 프로토콜이, 자신의 보증 의무를 유지하기 위해 특정한 CNG 엔진의 제조자에 의해 요구되는 프로토콜과는 상이한 경우를 포함한다.
본원에서 사용될 때, 단수 형태 "a(한)", "an(한)", 및 "the(그)"는, 문맥이 명확하게 달리 나타내지 않는 한, 복수 형태도 또한 포함하도록 의도된다. 근본 용어(root terms) "포함한다(include)" 및/또는 "구비한다(have)"는, 본 명세서에서 사용될 때, 언급된 피쳐, 단계, 동작, 엘리먼트, 및/또는 컴포넌트의 존재를 명시하지만, 그러나 적어도 하나의 다른 피쳐, 단계, 동작, 엘리먼트, 컴포넌트, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다는 것이 또한 이해될 것이다.
본원에서 사용될 때, 용어 "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "구비한다(has)", " 구비하는(having)", 또는 이들의 임의의 다른 변형어는 비배타적인 포함을 포괄하도록 의도된다. 예를 들면, 피쳐의 목록을 포함하는 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치는, 반드시 그들 피쳐로만 제한되는 것은 아니라, 그러한 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치에 명시적으로 열거되지 않은 또는 고유하지 않은 다른 피쳐를 포함할 수도 있다.
상세한 설명에서, "하나의 실시형태", "한 실시형태" 또는 "실시형태에서"에 대한 언급은, 언급되고 있는 피쳐가 본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 포함되어야 한다는 것을 의미한다. 더욱이, "하나의 실시형태", "한 실시형태" 또는 "실시형태"에 대한 개별적인 언급은 반드시 동일한 실시형태를 지칭하는 것은 아니며; 그렇지만, 상호 배타적인 것으로 언급되지 않는 한, 그리고 기술 분야의 숙련된 자에게 쉽게 명백할 바를 제외하면, 그러한 실시형태는 상호 배타적인 것도 아니다. 따라서, 본 발명은 본원에서 설명되는 실시형태의 임의의 다양한 조합 및/또는 통합을 포함할 수 있다.
본원에서 사용될 때, 그리고 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "또는(or)"은 배타적인 또는(exclusive-or)이 아니라, 포괄적인 또는(exclusive-or)을 가리킨다. 예를 들면, 조건 A 또는 B가 다음의 것 중 임의의 하나에 의해 충족된다: A가 참이고(또는 존재하고) B가 거짓임(또는 존재하지 않음), A가 거짓이고(또는 존재하지 않고) B가 참임(또는 존재함), 그리고 A와 B 둘 모두가 참임(또는 존재함).
이하의 설명에서는, 본 발명이 실시될 수도 있는 특정한 실시형태에 대한 예시로서 도시되는 첨부의 도면에 대한 참조가 이루어진다. 다음의 예시된 실시형태는, 기술 분야의 숙련된 자가 본 발명을 실시하는 것을 가능하게 하기 위해 충분히 상세하게 설명된다. 다른 실시형태가 활용될 수도 있다는 것 및 현재 고려되는 방법, 공지된 구조, 및/또는 기능적 등가물에 기초한 구조적 및 방법론적 변경이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 1은 하나의 예에 따른 CNG 메탄가 생성을 위한 시스템(100)의 시스템 다이어그램이다. 시스템(100)은, 네트워크(109)를 통해 하나 이상의 서버(110), 데이터베이스(112), 및 기기(106, 108)에 연결될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터(104) 및 모바일 디바이스(102)를 포함한다. 서버(110)는 직접적으로 또는 네트워크(109)를 통해 하나 이상의 데이터베이스(112) 및 기기(106, 108)에 연결된다. 하나의 예에서, 서버(110) 중 하나 이상은, 본원에서 설명되는 방법을 실행하기 위한 코드를 그 상에 저장하고, 그에 의해, 시스템(100)의 전체 기능성(functionality)을 제공한다. 서버(110)는 내부적으로 저장되는 또는 데이터베이스(112)로부터의 데이터를 사용하여 본원에서 설명되는 방법을 수행할 수 있다. 서버(110)는 또한 외부 기기(106, 108) 중 하나 이상으로부터 정보를 수신한다. 예를 들면, 시스템(100)은 크로마토그래피 기기(106) 및 마이크로 모션(Micro-Motion; MM) 코리올리 유량계(108)를 포함할 수 있다. 이들은 테스트 기기의 예이지만, 그러나, 다른 타입의 텍스트 기기가 시스템(100)에 연결될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들면, 추가 기기는, 온도를 측정하기 위한 MHR 및 MV 기기뿐만 아니라, 유입구(inlet), 유출구(outlet) 및 가스(gas)와 같은 온도 입력/출력 값을 제공하기 위한 기화기 기구를 포함할 수 있다. 외부 기기(106, 108)는 일반적으로 분석기로도 또한 알려져 있으며, 따라서, 이 용어는 본원에서 상호 교환 가능하게 사용된다.
유저는 컴퓨터(104) 및/또는 모바일 디바이스(102)를 사용하는 것에 의해 시스템(100)에 액세스할 수 있다. 하나의 예에서, 컴퓨터(104) 및/또는 모바일 디바이스(102)는 본원에서 설명되는 방법을 수행하기 위한 소프트웨어를 포함한다. 이 경우, 컴퓨터(104) 및/또는 모바일 디바이스(102)는, 본원에서 설명되는 방법을 수행하기 위해, 테스트 기기(106, 108)로부터 정보를 수신할 것이고, 추가적으로 필요에 따라, 서버(110) 및 데이터베이스(112)로부터 정보를 수신할 것이다. 그러나, 컴퓨터(104) 및/또는 모바일 디바이스(102)는 또한, 하나 이상의 서버(110)에 의해 본원에서 설명되는 방법의 실행에 기초하여 생성되는 성능 데이터에 액세스하기 위한 프론트 엔드로서 작용할 수 있다.
도 2는, 하나의 예에 따른, 선택 가능한 분석기(들) 및 선택 가능한 메탄가 계산 프로토콜을 사용하여 이송/티켓 리포트를 생성하는 방법을 예시한다. 하나의 예에서, 필드 동작을 위해 시스템을 구성하는 옵션 사항의(optional) 예비 단계가 단계 200에서 구현될 수도 있다는 것을 유의한다. 이것은, 디폴트 테이블을 구성하는 것, 기화기 가스 크로마토그래프 구성을 정의하는 것, 기구 통신 인터페이스를 정의/테스트하는 것, 활성 기화기 가스 크로마토그래프에 대한 스테이션 네트워크를 업데이트하는 것, DCS/SCADA 이더넷 인터페이스의 경우 서버(110)를 모드 버스(Modbus) 송신 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol; TCP) 서버로서 구성하도록 프로그래밍을 구성하는 것, 및/또는 DCS/SCADA 직렬 인터페이스의 경우 서버(110)를 모드 버스 원격 단말 유닛(Remote Terminal Unit; RTU) 서버로서 구성하도록 프로그래밍을 구성하는 것에 달성될 수 있다.
단계 S202에서, 하나 이상의 메탄가를 계산하기 위한 다양한 방법을 제공하는 계산 프로토콜이 선택된다. 시스템 데이터베이스(112)는 단계 210에서 생성된 이송 티켓/리포트에 대한 정보를 생성하기 위해 사용되는 다수의 측정 기준 및 미리 정의된 프로토콜을 저장한다. 예를 들면, 생성된 메탄가(들)는 다음의 선택된 표준화된 프로토콜 중 적어도 하나에 따라 계산된다:
1) ISO 메탄가 방법;
2) GB 메탄가 방법;
3) APA/ISO 메탄가 방법;
4) APA/GB 메탄가 방법;
단계 202 내지 204는 상기에서 나타내어지는 순서에 있을 필요는 없으며 반대 순서로 수행될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 하나의 예에서, 단계 202가 먼저 수행될 수 있는데, 그 시점에, 일단 서버(110)가 하나 이상의 선택된 프로토콜을 수신하면, 서버(110)는 선택된 프로토콜에 기초하여 단계 S204에 대한 측정의 타입 및 분석기에 대한 공급된 선택을 자동적으로 재조정할 것이다. 대안적으로, 단계 S202에서의 프로토콜의 선택은, 메탄가를 계산하기 위해 특정한 분석기와 호환 가능한 프로토콜만이 시스템에 의해 활용되도록, 유저가 분석기 및/또는 측정의 하나 이상의 타입을 선택한 이후 조정될 수도 있다. 이것은, 유저에 대한 사용의 용이성을 촉진하고 메탄가 계산 프로세스에서 에러의 가능성을 감소시킨다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 단계 204에서, 서버(110)는 기기(106, 108)로부터 하나 이상의 분석기 및 측정의 선택을 수신하고, 선택된 기기(즉, 가스 크로마토그래프)로부터의 가스 조성 측정에 기초한 가스 조성 값을, 단계 206에서의 메탄가의 계산에서의 사용을 위해 수신한다. 이 선택은, 특정한 프로토콜 기반의 계산을 위해 소망되는 기기의 타입 및 측정의 타입을 식별하기 위한 옵션을 포함할 수 있다. 따라서, 선택된 프로토콜의 특정한 애플리케이션에서, 생성된 메탄가를 증가시키는 기준 또는 기구류를 사용한 추가 측정 데이터를 수반하는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, 단계 210에서, 특히 이송 보관 동작에서 이송 티켓/리포트에 대한 유용한 정보를 제공하기 위해, 다음의 측정치/기준(5 내지 18)이 단계 206에서 결정되는 생성된 메탄가를 보충 및 향상시키지만, 그들은 메탄가를 생성하는 데 필수인 것은 아니다. 따라서, 측정치(5 내지 18)는 생략될 수도 있다. 추가적인 측정치/기준은 다음의 것을 포함한다:
5) 총 BTU;
6) 이송되는 액화 천연 가스(liquefied natural gas; LNG) 중량의 총 볼륨;
7) MM.LNG 밀도;
8) MM.LNG 온도;
9) MM.LNG 질량 Frate;
10) MHR.TEMP;
11) MV.TEMP;
12) J4.LNG 온도;
13) J5.LNG 온도;
14) J9.LNG 유입구 온도;
15) J3.LNG 유입구 압력;
16) J7. LNG 증기 가스 온도;
17) 유입구 솔레노이드 개방률; 및
18) 속도 루프 플로우 백분율.
엄선된 예에서, 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이해될 바와 같이, 기준 5 및 6은 중량 측정 입력을 수반하고; 기준 7 내지 9는 옵션 사항인 마이크로 모션 코리올리 유량계로부터의 입력을 사용하고; 기준 10 및 11은 옵션 사항인 Mustang Heated Regulator(머스탱 가열 조절기)(MHR) 또는 옵션 사항인 Mustang Vaporizer(머스탱 기화기)(MV) 기구에 의해 조절되는 온도를 포함하고; 기준 12 내지 18은, 개별적으로 또는 집합적으로, 옵션 사항인 Mustang Model 2 Vaporizer(머스탱 모델 2 기화기) 기구로부터의 입력을 사용할 수 있다.
따라서, 하나의 예에서, 단계 204에서, 기구의 타입 및 소망되는 측정의 타입 둘 모두가 선택될 수도 있고, 가스 조성 측정 값이 결정된다. 대안적으로, 기구의 타입은, 서버(110)가 특정한 프로토콜 기반의 계산을 위한 적절한 타입의 측정을 자동적으로 결정하는 시점에 선택될 수도 있다. 유사하게, 서버(110)가 그러한 측정에 필요한 기구의 타입을 자동적으로 식별할 수 있는 시점에 측정의 타입이 선택될 수 있을 것이다.
일단 단계 200 내지 204가 수행되면, 서버(110)는 단계 206에서 메탄가를 계산하기 위해 진행한다. 서버(110)가 메탄가를 계산하는 방식은 단계 202에서의 계산 프로토콜의 선택에 기초한다. 그와 같이, 메탄가(들)의 생성은, 측정된 평균 가스 조성 값을 구체적으로 선택된 메탄가 계산 프로토콜에 적용하는 것에 의해 수행된다. 메탄가의 계산은 도 3과 관련하여 더 설명된다.
도 3은, 하나의 예에 따른, 보관 이송 동안 측정된 평균 가스 조성을 사용하여 미리 선택된 메탄가 계산 프로토콜로부터 메탄가를 계산하기 위한 프로세스(14)를 예시한다. 보관 이송의 시작을 개시하기 위해 시작 이송 액션(20)이 사용된다. 이 액션(20)은 최적의 사용을 용이하게 하기 위해 필요에 따라 일시 중지, 재개, 또는 종료될 수도 있다.
시작 이송 액션(20)을 개시하기 이전에 분석기(들) 및 메탄가 계산 프로토콜(들)에 대한 데이터 필드가 수신되기 때문에, 각각의 데이터 필드에서 선택된 정보를 식별하기 위해 판독 입력 기능이 단계 22에서 서버(110)에 의해 수행되는데, 각각의 데이터 필드는, 단계 24에서, 데이터베이스(112) 및/또는 서버(110)에 저장되어 있는 메탄가 계산 프로토콜의 목록의 미리 정의된 목록에 개별적으로 비교된다. 단계 12에서, 데이터 필드가 미리 정의된 목록 상의 제1 프로토콜과 매치하면, 서버(110)는 단계 28에서 적어도 하나의 분석기로부터 수신되는 가스 조성 값을 사용하여 단계 16에서 메탄가를 생성하기 위해 그 프로토콜을 적용한다. 데이터 필드가 미리 정의된 목록 상의 제1 프로토콜과 매치하지 않으면, 매치가 발견되거나 또는 메탄가 계산 프로토콜의 목록이 소진될 때까지, 미리 정의된 목록 내의 각각의 후속하는 프로토콜에 대해 단계 22 및 24가 반복된다.
프로세스(14)는, 마찬가지로, 단계 26에서, 데이터 필드가 "비 매치"에 뒤이어 비어 있는지의 여부를 결정하도록 구성된다. 비어 있는 입력은 단계 32에서 "출력이 생성되지 않음" 동작을 시그널링한다. 어떠한 출력도 생성되지 않는 경우, 비어 있는 데이터 필드에 대응하는 메탄가 생성 정보가 인쇄된 이송 티켓/리포트에서 빈 상태로 남아 있는 것이 바람직하다.
메탄가 계산 프로토콜의 미리 정의된 목록의 소진에 뒤이어, 입력 필드가 기구 루틴을 통해 단계 28에서 평균 가스 조성 값을 공급하기 위한 분석기를 식별하였는지의 여부를 결정하기 위해 단계 22가 다시 수행된다. 평균 가스 조성 값이 공급되었다면, 프로세스(14)는, 그에 따라, 메탄가(들)를 생성하기 위한 "매치된" 메탄가 계산 프로토콜(들)에 그 값을 적용한다. 소정의 양태에서, 식별된 가스 조성 값 및 "매치된"/선택된 메탄가 계산 프로토콜의 모든 조합까지 단계 16에서 메탄가가 생성된다.
획득된 평균 가스 조성 값(28)을 매칭된 메탄가 계산 프로토콜(들)(12)에 적용함에 있어서, 상이한 표준/요건을 준수하기 위해, 특정한 알고리즘이 선택된다. 메탄가 계산에 대한 예시적인 접근법은 공식의 다음의 목록을 포함한다:
모터 옥탄가(식 1):
MON = -406.14 + 508.04 * (H/C) - 173.55 * (H/C)2 + 20.17 * (H/C)3
여기서:
(H/C) = 총 수소 대 탄소 비율
ISO - 캘리포니아 대체 연료에 기초한 메탄가(식 2):
MN ISO = 1.624 * MON - 119.1
여기서:
MON = 수학식 1로부터 계산되는 값
GB 18047 - 2000에 기초한 메탄가(식 3):
MN GB = 1.445MON - 103.42
여기서:
MON = 수학식 1로부터 계산되는 값
ISO에 기초한 APA 메탄가(식 4):
APA MN = A * MN ISO3 + B * MN ISO2 + C * MN ISO + D
여기서:
A = +1.01939E-03
B = -2.85817E-01
C = +2.75239E+01
D = -8.23574E-02
MN ISO = 수학식 2로부터 계산되는 메탄가
GB에 기초한 APA 메탄가(식 5):
APA MN = A * MN GB3 + B * MN GB2 + C * MN GB + D
여기서:
A = +1.01939E-03
B = -2.85817E-01
C = +2.75239E+01
D = -8.23574E-02
MN GB = 수학식 3으로부터 계산되는 메탄가
여기서 A 내지 D는 숫자 상수를 나타낸다.
몇몇 경우에, 평균 가스 조성 값(28)이 발견되지 않을 수도 있다. 이것은, 기구 루틴을 통해 평균 가스 조성 값을 제공하기 위한 분석기를 선택하지 않은 상태에서 시작 이송 액션(20)이 개시될 때 발생할 수 있다. 그러한 액션의 결과는, 단계 34에서 출력을 생성하기 위한 단계 28에서 어떠한 가스 조성 값도 수신되지 않았기 때문에, 인쇄된 이송 티켓/리포트에 대해 어떠한 출력이 생성되지 않는 단계 32로 진행하는 것이다.
유효하지 않은 가스 조성 값(28)은, 예를 들면, 분석기와의 통신 결여로부터, "0"의 값, 또는 기구 자체에 의한 잘못된 측정 판독치로부터 유도되는 결함 값을 포함한다. 따라서, 프로세스(14)는, 생성된 메탄가를 값의 예상된 범위에 비교하는 것에 의해 그것이 유효한 메탄가(30)인지의 여부를 결정하기 위해, 단계 30에서 검사를 수행한다. 생성된 메탄가가 유효하지 않으면, 프로세스(14)는 어떠한 출력도 생성되지 않는 단계 32로 진행한다. 그러나, 생성된 메탄가가 유효하면, 출력이 단계 34에서 생성되고, 단계 36에서의 프로세스(14)의 종료에 뒤이어 단계 210에서 이송 티켓/리포트 상에서 생성된다.
다시 도 2를 참조하면, 일단 메탄가가 계산되면, 서버(110)는 단계 208에서 임의의 수신된 이송 입력이 있는지의 여부를 결정한다. 이 단계는, 유저가 단계 S210에서 생성되는 리포트에 대한 추가 정보를 획득할 것을 소망하는 경우 옵션 사항이다. 예를 들면, 유저는 이송되는 LNG BTU를 나타내는 총 MBTU(Million British Thermal Units; 백만 영국 열량 단위)에 관한 정보를 요청할 수도 있다. 유저는 또한 이송되는 LNG 중량을 나타내는 총 볼륨을 요청할 수 있을 것이다.
일단 단계 S208이 완료되면, 프로세스는 단계 210으로 진행하는데, 여기서, 개별적으로 선택된 기준의 요건에 따라 계산되는 생성된 메탄가를 포함하는 관련된 이송 티켓/리포트가 생성된다. 생성된 메탄가(들)에 대한 가능한 결과는, 특정한 프로토콜이 측정된 가스 조성을 제공하는 특정한 분석기(들)와 선택적으로 쌍을 이루는 것으로부터 유래하는 메탄가 값의 매트릭스를 포함한다. 하나의 예에서, 매트릭스는 제1 축을 정의하는 프로토콜의 세트 및 제2 축을 정의하는 기기/분석기의 세트에 의해 표현되는데, 여기서 매트릭스 내의 각각의 셀은 명확하게 쌍을 이룬 기준에 따라 생성되는 메탄가 값에 대응한다. 각각의 메탄가가 요구되는 상이한 프로토콜에 따라 생성되는 상이한 메탄가를 제공하기 위해, 상이한 메탄가 생성 프로토콜에 따른 다수의 계산이 동시에 수행될 수도 있다.
이송 티켓/ 리포트는 또한, 이송 동안 가스 크로마토그래프 및/또는 기화기 정보로부터 수집되는 평균 데이터를 요약한다. 이송 티켓/리포트는 나중의 참조를 위해 저장되고 볼 수 있는 전자 문서로서 또는 물리적 문서로서 인쇄될 수도 있다. 가스 밀도, 액체 밀도, 부하(load)에서 이송되는 총 BTU, 등등과 같은 옵션 사항인 측정 정보가, 이송 티켓/리포트 상에 열거되는 정보를 보충하기 위해, 티켓/리포트 상에 포함된다. 이송 티켓/리포트는, 옵션 사항으로, 특정한 이송 티켓에 대해 편집되는 정보(예를 들면, 캐리어, 캐리어 타입, 도크 ID, 탱크 ID, 검사자 이름, 등등)를 갖는 티켓 헤더를 더 포함한다.
도 4는, 바이오가스를 엄선된 소스로부터의 정제된 가스와 혼합하여 엄선된 소망되는 범위 내의 메탄가를 갖는 혼합 가스를 획득하는 것에 의해, 허용된 임계치 밖에 속하는 계산된 메탄가를 나타내는 선택된 소스, 이 경우에서는 바이오가스로부터의 가스 스트림을 조정하기 위한 프로세스를 나타낸다. 피드백 제어 프로세스는 도 2에 설명되는 프로세스에 대한 옵션 사항인 추가 프로세스이다. 그러한 피드백 제어 프로세스의 경우, 단계 200 내지 206은 메탄가와 관련한 준수를 달성하기 위해 상기에서 설명되는 것과 동일하다. 이 예의 목적을 위해, 선택된 표준 메탄가는 MN2로서 지정되고 실제 계산된 메탄가는 MN1이다. 일단 계산된 메탄가(MN1)가 확립되면, 그것은 선택된 준수 표준(compliance standard)(MN2)의 메탄가에 비교된다. 계산된 메탄가(MN1)가 선택된 준수 표준(MN2) 이상이면, 프로세스는 바이오가스의 방출을 허용하고 본원에서 앞서 설명되는 바와 같이 단계 210에서 리포트를 생성한다. 그러나, 계산된 메탄가(MN1)가 선택된 준수 표준 밖에 속하면, 서버(110)는, 단계 412에서, 공지된 메탄가를 갖는 정제된 가스를 주입하고 그것을 엄선된 소스로부터의 가스와 혼합하기 위한, 가스 혼합 제어 스테이션에 대한 신호를 생성한다. 결과적으로 나타나는 혼합 가스 스트림이 만족스러운 메탄가를 가질 때까지, 프로세스는, 계산된 메탄가(MN1)가 선택된 준수 표준(MN2) 이상이 될 때까지, 루프식 프로세스에서 반복될 수도 있다. 예를 들면, 계산된 메탄가(MN1)를 증가시키기 위해 메탄이 스트림에 도입될 수 있다. 대안적으로, 표준 메탄가(MN2)를 충족하기 위해 MN1의 메탄가 값이 더 낮아지는 것이 소망되는 경우, 계산된 메탄가(MN1)를 낮추기 위해 에탄이 스트림에 주입될 수 있을 것이고 계산된 메탄가(MN1)가 선택된 표준(MN2) 이하가 될 때까지, 루프는 반복될 수 있을 것이다.
설명되는 바와 같은 가스 혼합 시스템은, 특정한 표준 및/또는 확립된 CNG 엔진 보증 프로토콜의 요건을 충족하는 혼합된 바이오가스를 산출하기 위해, 제1 소스로부터의 바이오가스 공급 원료 스트림(biogas feedstock stream)의 특성을 모니터링하도록 그리고 공지된, 상승된 에너지 함량 값을 갖는 프로판 또는 천연 가스와 같은, 정제된 가스 소스로부터의 정제된 가스의 도입을 제어하도록 적응되는 바이오가스 에너지 함량 및 혼합 시스템(biogas energy content and blending system)을 제공한다. 따라서, 본원에 제공되는 예시적인 설명은, 결국에는, 명시된 프로토콜에 대응하는 연속 계산에 기초하여 메탄가를 조정하는 바이오가스의 에너지 함량이 어떻게 정제될 수 있는지를 설명한다.
상기에서 설명되는 바와 같은 조합된 메탄가 생성기 시스템은, 바이오가스 공급 원료 스트림을 제공하는 다단계 시스템과 조합하여 용이하게 활용 가능한 가스 혼합 시스템과 쉽게 결합 가능하다. 바이오가스 공급 원료 스트림의 전체 에너지 함량을 증가시키기에 적절한 연소 에너지 프로파일을 갖는 정제된 가스 스트림은, 바이오가스 공급 원료 스트림으로 선택적으로 도입된다.
하나의 예에서, 가스 혼합 시스템은, 바이오가스 공급 원료에 배치되는 적어도 제1 및 제2 샘플 테이크오프 프로브(takeoff probe) 및 각각 가스 혼합 파이프 섹션 이전 및 이후의 위치에 있는 혼합된 바이오가스 스트림을 포함한다. 제1 샘플 테이크오프 프로브는 바이오가스 공급 원료 스트림으로부터 혼합되지 않은 샘플을 추출하기 위해 사용되는데, 이것은 적절한 분석기, 예를 들면, 가스 크로마토그래프(gas chromatograph; GC)에 직접적으로 전달된다. 혼합되지 않은 바이오가스의 연소 에너지 레벨이 미리 선택된 최소치 아래로 떨어지는 것으로 검출되는 경우, 정제된 가스 소스와 바이오가스 원료 공급 스트림 사이에 배치되는 작동 가능한 밸브(예를 들면, 전자 기계, 솔레노이드 밸브, 등등)를 개방하기 위한 신호가 제어 유닛으로부터 송신된다. 작동시, 밸브는 폐쇄 위치로부터 조절된 개방 위치 또는 완전 개방 위치로 전환되어, 정제된 가스를 바이오가스 공급 원료 스트림으로 도입하여 더 높은 전체 에너지 함량을 갖는 혼합된 바이오가스를 생성한다. 하류에 위치되는 제2 샘플 테이크오프 프로브는, 정제된 가스 주입으로부터 하류에서, 혼합된 바이오가스의 샘플을 추출하는데, 이것은 조성/에너지 함량 평가를 위해 분석기로 전달된다. 혼합된 바이오가스 샘플로부터 획득되는 데이터는, 최종 유저의 품질 요건을 충족하기 위해 에너지 함량의 필요한 향상을 달성하는 것을 검증하기 위해 분석기로부터 제어 유닛으로 송신된다. 그 데이터는 또한, 과도한 정제된 가스를 바이오가스 공급 원료 스트림으로 도입하는 것으로부터 유래하는 폐기물을 최소화하도록 바이오가스 공급 원료 스트림으로 주입되는 정제된 가스의 유량(flow rate)을 제어하기 위해 활용된다.
바이오가스 공급 원료 스트림으로의 정제된 가스의 도입은 반드시 연속적인 것은 아니다. 제1 테이크오프부터의 혼합되지 않은 바이오가스 공급 원료 샘플의 조성/에너지 함량이 충분한 것으로 결정되는 경우, 바이오가스 공급 원료 스팀의 에너지 프로파일을 증가시킬 필요가 없다. 그러한 경우에, 제어 유닛은 작동 가능 밸브를 폐쇄 위치에서 유지하고, 바이오가스 공급 원료 스트림이 정제된 가스 혼합 없이 시스템 출력으로 전달되는 것을 허용한다.
본 발명의 가스 혼합 방법 및 시스템은 또한, 혼합되지 않은 바이오가스 공급 원료 스트림의 플로우 및 제어 유닛으로 신호 송신을 제공하는 정제된 가스 스트림의 플로우를 검출 및 측정하기 위한 플로우 센서를 통합할 수도 있다. 결과적으로 나타나는 유량 결정은, 각각의 바이오가스 스트림 및 정제된 가스 입력의 에너지 함량 분석의 결정을 보충하기 위한 추가 데이터를 제공한다. 그러한 유량 측정은 적절한 혼합이 획득되었다는 것을 확인하는 여분의 대안적인 측정으로서 향상된 정확성을 제공할 수도 있고 정제된 가스가 바이오가스 공급 원료 스트림으로 주입되는 양을 증가 또는 감소시킬 필요성을 시그널링할 수도 있다. 프로세싱된 유량 데이터가 정제된 가스 플로우 볼륨을 증가 또는 감소시킬 필요성을 나타내는 경우, 제어 유닛은 밸브를 통해 정제된 가스 플로우를 조절할 필요성을 나타내는 신호를 전송한다.
본 발명의 가스 혼합 방법 및 시스템은 또한, 바이오가스 공급 원료 스트림으로의 정제된 가스의 더욱 균일한 단면 도입을 촉진하기 위해, 주입 지점에 정제된 가스 충돌 튜브 부속물(refined gas impingement tube adjunct)을 통합할 수도 있다.
일단 계산된 메탄가(MN1)가 선택된 준수 표준(MN2) 이상이 되도록 단계 S412에서 가스의 에너지 함량이 정제되면, 프로세스는 단계 S208로 진행하는데, 여기서 유저는, 옵션 사항으로, 본원에서 앞서 설명되는 바와 같이 이송 입력 요청을 제출할 수 있다. 그 다음, 본원에서 앞서 설명되는 바와 같이 단계 S210에서 리포트가 생성될 것이다. 이 경우, 리포트는, 가스 혼합 시스템 제어 스테이션을 통한 정제와 관련하여, 감사 문서(audit document)와 같은 추가 정보를 포함할 것이다.
도 5는 하나의 예에 따른 메탄가 및 관련된 이송 티켓을 생성하기 위한 유저 인터페이스(500)를 예시한다. 유저 인터페이스(500)는 본원에서 설명되는 프로세스를 구성 및 수행하기 위한 복수의 윈도우(502 내지 708)를 포함한다. 윈도우(502)에서, 유저 인터페이스(500)는 메탄가 계산 프로세스에서 사용되는 분석기의 타입에 대한 선택을 수신한다. 도 5에서 예시되는 바와 같이, 관련 라디오 버튼(radio button)을 클릭하는 것에 의해 하나 이상의 분석기가 선택될 수 있다. 이 예에서, 기화기는 메탄가의 계산을 향상시키기 위한 분석기로 선택되었다.
윈도우(504)는, LNG MBTU 및 LNG 볼륨과 같은 이송 데이터가 리포트에 포함될 수 있도록, 이 데이터의 선택을 허용한다. 이 예에서는, 어떠한 라디오 버튼도 선택되지 않고, 따라서, 이들 항목 중 어느 것도 리포트에 포함되지 않을 것이다.
윈도우(506)는 메탄가를 계산하기 위해 사용될 하나 이상의 프로토콜의 선택을 제공한다. 도 5의 예시적인 예에서 도시되는 바와 같이, 두 개의 프로토콜이 선택되었고(예를 들면, ISO, APA/ISO), 그 결과, 시스템은 각각의 계산에 기초하여 두 개의 상이한 메탄가를 제공할 것이다. 일단 프로토콜이 윈도우(506)에서 선택되면, 메탄가는 윈도우(508) 내의 버튼을 누르는 것에 의해 계산될 수 있다. 이것은 또한 서버(110), 컴퓨터(104) 및/또는 데이터베이스(112) 상에 로컬하게 저장될 이송/티켓 리포트를 생성할 것이다. 유저는, 윈도우(508)에 포함되는 리포트 리뷰 버튼(review report button)을 클릭하는 것에 의해 리포트를 또한 리뷰할 수 있다. 일단 유저가 완료하면, 유저는 종료 버튼을 누르는 것에 의해 종료할 수도 있다. 도 4의 프로세스의 맥락에서, 미리 결정된 양의 메탄가 및/또는 혼합 이후 감사 리포트를 달성하기 위해, 윈도우(508)의 메탄가 계산 및 이송/티켓 리포트 생성 및 리포트 검토 버튼(view report button)은 바이오가스의 연속 혼합에 관한 실시간 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 리포트는, 대응하는 기기 값, 메탄가 값 및 프로토콜 값과 함께, 초기 메탄가로부터 최종 메탄가까지의 값의 이력을 나타낼 것이다.
하나의 예에서, 유저 인터페이스(500)는, 적어도 하나의 프로토콜이 선택될 때까지, 윈도우(508)의 버튼이 회색으로 표시되고 선택 가능하지 않도록 구성될 수도 있다. 또한, 윈도우(502)는, 윈도우(506)에서 프로토콜이 선택될 때까지 그 내부의 선택 가능한 옵션이 회색으로 표시되도록 구성될 수도 있다. 일단 프로토콜이 선택되면, 유저 인터페이스는, 윈도우(502)가 선택된 프로토콜에 대응하는 옵션만이 선택되는 것을 허용하도록 리프레시될 것이다. 이것은 유저 에러를 감소시키고 시스템의 동작이 메탄가를 더욱 쉽게 결정하게 만든다.
유저가 선택된 준수 표준을 달성하기 위해 가스를 정제하려고 시도하고 있는 경우, 유저는 규제, 제품 또는 산업과 같은 특정한 표준을 선택할 수 있다. 장소별 준수 표준과 같은 규제 선택의 목록이 제공될 수 있다. 게다가, 자동차와 같은 산업 표준의 목록이 또한 제공될 수 있다. 또한, 특정한 제품 엔진과 같은 제품 표준이 또한 제공될 수 있다. 게다가, 유저는 계산된 메탄가(MN1)에 대한 비교를 위해 특정한 메탄가(MN2)를 식별하는 다른 것을 선택할 수 있다.
추가 인터페이스가 또한 본원의 설명에 의해 고려되고 포괄된다. 예를 들면, 보관 이송 프로시져를 개시하기 위해 스테이션 네트워크에 요약 스테이션 로딩 윈도우(load summary station window) 및 액션 로딩 버튼(load action button)이 포함될 수 있다. 프로세스(14)는 액션 프로세싱을 나타내기 위해 액션에 응답하여 팝업 메시지를 제공한다. 구성 윈도우는, 이송 티켓의 도착, 도킹, 및 연결된 날짜/시간과 같은 정보를 입력하는 능력을 또한 제공한다. SOFTVIEW®를 포함하는 것과 같은 엄선된 예에서, "011 Vaporizer Instruments APP(011 기화기 기구 앱)", "012 Daniel GC Instruments APP(012 다니엘 GC 기구 앱)", 및 "013 ABB NGC Instruments APP(013 ABB NGC 기구 앱)"과 같은 기구 루틴은 관련된 기구로부터 수신되는 데이터를 통합한다. "001 Vaporizer GC Data Reports APP(001 기화기 GC 데이터 리포트 앱)", "002 GC Comp Reports APP(002 GC 비교 리포트 앱)", "007 Vaporizer Configurations APP(007 기화기 구성 앱)", "025 LNG Production Reports APP(025 LNG 생산 리포트 앱)", 및 "026 Mustang LNG APP(머스탱 LNG 앱)"과 같은 다른 루틴은, 프로세싱(14) 및 구성을 위해 사용되는 비 기구 루틴이다.
하나의 예에서, 이송 티켓/리포트를 수정하기 위해(예를 들면, 데이터를 필터링하거나 또는 분리 및 출발 날짜/시간을 입력하기 위해) 구성 윈도우(도시되지 않음)가 액세스될 수 있다. 소정의 루틴은, 이송이 달리 일시 중지되어야 하는 시간의 기간에 기초하여 데이터 평균이 이송 티켓/리포트로부터 필터링되는 것을 허용한다. 두 개의 이용 가능한 필터링 방법은, 레코드 번호에 의해 특정한 레코드를 필터링하는 것 및 정의된 범위 밖의 BTU 값을 필터링하는 것을 포함한다. 일단 소망되는 최종 이송 티켓이 획득되면, 티켓은, 필요에 따라, 아카이브 로딩 액션(archive load action)을 통해 아카이브화되어 저장될 수도 있다.
도 6은, 본원에서 설명되는 프로세스를 수행하기 위한, 소정의 예에 따른 서버(110)의 개략적인 다이어그램을 도시한다. 서버(110)는, 예시적인 실시형태의 프로세스를 구현하는 코드 또는 명령어가 위치될 수도 있는 컴퓨터의 예이다.
도 6에서, 서버(110)는, 노스 브리지와 메모리 컨트롤러 허브(north bridge and memory controller hub; NB/MCH)(825) 및 사우스 브리지와 입력/출력(I/O) 컨트롤러 허브(south bridge and input/output (I/O) controller hub; SB/ICH)(820)를 포함하는 허브 아키텍쳐를 활용한다. 중앙 프로세싱 유닛(CPU)(830)는 NB/MCH825에 연결된다. NB/MCH(825)는 또한 메모리 버스를 통해 메모리(845)에 연결되고, 가속 그래픽 포트(accelerated graphics port; AGP)를 통해 그래픽 프로세서(850)에 연결된다. NB/MCH(825)는 또한 내부 버스(예를 들면, 통합 미디어 인터페이스 또는 직접 미디어 인터페이스)를 통해 SB/ICH(820)에 연결된다. CPU 프로세싱 유닛(830)은 하나 이상의 프로세서를 포함할 수도 있고, 심지어, 하나 이상의 이종 프로세서 시스템을 사용하여 구현될 수도 있다.
예를 들면, 도 7은 CPU(830)의 하나의 예시적인 구현예를 도시한다. 하나의 구현예에서, 명령어 레지스터(938)는 고속 메모리(940)로부터 명령어를 검색한다(retrieve). 이들 명령어의 적어도 일부는 제어 로직(936)에 의해 명령어 레지스터(938)로부터 페치되고 CPU(830)의 명령어 세트 아키텍쳐에 따라 해석된다. 명령어의 일부는 또한 레지스터(932)로 지향될 수 있다. 하나의 구현예에서, 명령어는 하드웨어에 내장되는 방법(hardwired method)에 따라 디코딩되고, 다른 구현예에서, 명령어는, 다수의 클록 펄스에 걸쳐 순차적으로 적용되는 CPU 구성 신호의 세트로 명령어를 변환하는 마이크로 프로그램에 따라 디코딩된다. 명령어를 페치 및 디코딩한 이후, 명령어는, 레지스터(932)로부터 값을 로딩하고 명령어에 따라 로딩된 값에 대해 논리적 및 수학적 연산을 수행하는 산술 로직 유닛(arithmetic logic unit; ALU)(934)을 사용하여 실행된다. 이들 연산으로부터의 결과는 레지스터로 피드백될 수 있고 및/또는 고속 메모리(940)에 저장될 수 있다. 소정의 구현예에 따르면, CPU(830)의 명령어 세트 아키텍쳐는, 축소형 명령어 세트 아키텍쳐(reduced instruction set architecture), 복합 명령어 세트 아키텍쳐, 벡터 프로세서 아키텍쳐, 매우 큰 명령어 워드 아키텍쳐(very large instruction word architecture)를 사용할 수 있다. 더구나, CPU(830)는 폰 뉴먼(Von Neuman) 모델 또는 하바드(Harvard) 모델에 기초할 수 있다. CPU(830)는 디지털 신호 프로세서, FPGA, ASIC, PLA, PLD, 또는 CPLD일 수 있다. 게다가, CPU(830)는 Intel(인텔) 또는 AMD에 의한 x86 프로세서; ARM 프로세서, 예를 들면, IBM에 의한 Power(파워) 아키텍쳐 프로세서; Sun Microsystems(썬 마이크로시스템즈)에 의한 또는 Oracle(오라클)에 의한 SPARC 아키텍쳐 프로세서; 또는 다른 공지된 CPU 아키텍쳐일 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 서버(110)는 시스템 버스를 통해 I/O 버스, 리드 온리 메모리(read only memory; ROM)(Y56), 범용 직렬 버스(universal serial bus; USB) 포트(864), 플래시 바이너리 입력/출력 시스템(binary input/output system: BIOS)(868), 및 그래픽 컨트롤러(858)에 커플링되는 SB/ICH(820)를 포함할 수 있다. PCI/PCIe 디바이스가 PCI 버스(862)를 통해 SB/ICH(YYY)에 또한 커플링될 수 있다.
PCI 디바이스는, 예를 들면, 이더넷 어댑터, 애드인 카드, 및 노트북 컴퓨터용 PC 카드를 포함할 수도 있다. 하드 디스크 드라이브(860) 및 CD-ROM(866)은, 예를 들면, 통합 드라이브 전자장치(Integrated Drive Electronics; IDE) 또는 직렬 고급 기술 연결(Serial Advanced Technology Attachment: SATA) 인터페이스를 사용할 수 있다. 하나의 구현예에서, I/O 버스는 수퍼 I/O(super I/O; SIO) 디바이스를 포함할 수 있다.
게다가, 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD)(860) 및 광학 드라이브(866)가 시스템 버스를 통해 SB/ICH(820)에 또한 커플링될 수 있다. 하나의 구현예에서, 키보드(870), 마우스(872), 병렬 포트(878), 및 직렬 포트(876)는 I/O 버스를 통해 시스템 버스에 연결될 수 있다. 다른 주변장치 및 디바이스는, SATA 또는 PATA와 같은 대용량 스토리지 컨트롤러, 이더넷 포트, ISA 버스, LPC 브리지, SMBus, DMA 컨트롤러, 및 오디오 코덱(Audio Codec)을 사용하여 SB/ICH(820)에 연결될 수 있다.
본원에서 설명되는 기능 및 피쳐는 또한, 시스템의 다양한 분산 컴포넌트에 의해 실행될 수도 있다. 예를 들면, 하나 이상의 프로세서가 이들 시스템 기능을 실행할 수도 있는데, 프로세서는 네트워크에서 통신하는 다수의 컴포넌트에 걸쳐 분산된다. 분산 컴포넌트는, 다양한 인간 인터페이스 및 통신 디바이스(예를 들면, 디스플레이 모니터, 스마트폰, 태블릿, 개인 휴대형 정보 단말(personal digital assistant; PDA)) 외에, 도 6에서 도시되는 바와 같이, 프로세싱을 공유할 수도 있는 하나 이상의 클라이언트 및 서버 머신을 포함할 수도 있다. 네트워크는, LAN 또는 WAN과 같은 사설 네트워크일 수도 있거나, 또는 인터넷과 같은 공용 네트워크일 수도 있다. 시스템으로의 입력은, 직접 유저 입력을 통해 수신될 수 있고, 실시간으로 또는 배치 프로세스로서 원격으로 수신될 수도 있다. 추가적으로, 몇몇 구현예는 설명되는 것과 동일하지 않은 모듈 또는 하드웨어 상에서 수행될 수도 있다. 따라서, 다른 구현예는 청구될 수도 있는 범위 내에 있다.
도 8은, 다양한 디바이스가 네트워크 및 클라우드 인프라(cloud infrastructure)를 통해 서로 인터커넥트된 클라우드 컴퓨팅의 한 예를 도시한다. 유사하게, 도 6은 펨토 셀 또는 Wi-Fi(와이파이) 네트워크와 같은 무선 액세스 포인트(1054)를 통해 모바일 네트워크 서비스(1020)에 연결되는 PDS(1012) 및 셀룰러 폰(1014)을 도시한다. 게다가, 도 8은, 예를 들면, Edge(에지), 3G, 4G, 또는 LTE 네트워크와 같은 기지국(1056)을 사용하여 무선 채널을 통해 모바일 네트워크 서비스(1020)에 연결되는 컴퓨터(104)와 같은 컴퓨터(1001)를 도시한다. 도 8은 또한, 네트워크(1040)를 통한 가스 혼합 제어 스테이션의 연결을 예시한다. 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이해될 바와 같이, 디바이스의 타입과 모바일 네트워크 서비스(1020) 사이의 통신의 다양한 다른 조합(permutation)도 또한 가능하다. 셀룰러 폰(1014), 태블릿 컴퓨터(1016), 또는 데스크탑 컴퓨터와 같은 다양한 타입의 디바이스는 또한, 네트워크와 인터페이싱하기 위한 고정된/유선 연결을 통해, 예컨대, 미국 소재의 인텔 코포레이션으로부터의 Intel Ethernet(인텔 이더넷) PRO 네트워크 인터페이스 카드와 같은 네트워크 컨트롤러를 통해 네트워크(1040)에 연결되는 데스크탑 또는 랩탑 컴퓨터 또는 워크스테이션에 대한 USB 연결을 통해, 네트워크(1040) 및 클라우드(1030)에 액세스할 수 있다.
무선 인터페이스(예를 들면, 기지국(1056), 무선 액세스 포인트(1054), 및 위성 연결(1052))로부터의 신호는, EnodeB 및 무선 네트워크 컨트롤러, UMTS, 또는 HSDPA/HSUPA와 같은 모바일 네트워크 서비스(1020)로 그리고 그로부터 송신된다. 모바일 유저로부터의 요청 및 그들의 대응하는 정보뿐만 아니라, 유저에게 전송되고 있는 정보는, 예를 들면, 모바일 네트워크 서비스를 제공하는 서버(1024)에 연결되는 중앙 프로세서(1022)로 송신된다. 게다가, 모바일 네트워크 운영자는 다양한 타입의 디바이스에 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 이들 서비스는, 예를 들면, 데이터베이스(1026)에 저장되는 홈 에이전트 및 가입자의 데이터에 기초한 인증(authentication), 승인(authorization), 및 과금(accounting)을 포함할 수 있다. 가입자의 요청은 네트워크(1040)를 통해 클라우드(1030)로 전달될 수 있다.
인식될 수 있는 바와 같이, 네트워크(1040)는 인터넷과 같은 공용 네트워크, 또는 LAN 또는 WAN 네트워크와 같은 사설 네트워크, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있으며, PSTN 또는 ISDN 서브 네트워크를 또한 포함할 수 있다. 네트워크(1040)는 또한, 이더넷 네트워크와 같은 유선 네트워크일 수 있거나, 또는 EDGE, 3G 및 4G 무선 셀룰러 시스템을 포함하는 셀룰러 네트워크와 같은 무선 네트워크일 수 있다. 무선 네트워크는 또한, Wi-Fi(와이파이), Bluetooth(블루투스), 또는 공지되어 있는 임의의 다른 무선 형태의 통신일 수 있다.
다양한 타입의 디바이스 각각은 네트워크(1040)를 통해 클라우드(1030)에 연결될 수 있고, 클라우드(1030)로부터 입력을 수신할 수 있고 클라우드(1030)로 데이터를 송신할 수 있다. 클라우드(1030)에서, 클라우드 컨트롤러(1036)는 대응하는 클라우드 서비스를 유저에게 제공하기 위한 요청을 프로세싱한다. 이들 클라우드 서비스는, 유틸리티 컴퓨팅, 가상화, 및 서비스 지향 아키텍쳐의 개념을 사용하여 제공된다. 클라우드(1030)로부터의 데이터는 유저 상호 작용에 기초하여 컴퓨터(1001)에 의해 액세스될 수 있고 유저 디바이스(1010, 1012 및 1014)로 푸시될 수 있다.
클라우드(1030)는 보안 게이트웨이(1032)와 같은 유저 인터페이스를 통해 액세스될 수 있다. 보안 게이트웨이(1032)는, 예를 들면, 클라우드 기반의 리소스가 액세스될 때 기업 보안 정책을 개입시키기 위해, 클라우드 서비스 소비자와 클라우드 서비스 공급자 사이에 배치되는 보안 정책 시행 지점을 제공할 수 있다. 게다가, 보안 게이트웨이(1032)는, 예를 들면, 인증, 싱글 사인온(single sign-on; SSO), 승인, 보안 토큰 매핑, 암호화, 토큰화, 로깅, 경고, 및 API 제어를 비롯한, 다수의 타입의 보안 정책 시행을 통합할 수 있다. 클라우드(1030)는 가상화의 시스템을 사용하여 계산 리소스를 유저에게 제공할 수 있는데, 프로세싱 및 메모리 요건은, 계산 리소스의 프로비저닝이 유저로부터 숨겨지고 프로비저닝을 마치 단일의 머신 상에서 수행되는 것처럼 끊김 없이 보이게 만들도록, 프로세서 및 메모리의 조합 사이에서 동적으로 할당 및 분산될 수 있다. 따라서, 리소스를 동적으로 할당하는 가상 머신이 생성되고, 따라서, 이용 가능한 리소스를 활용하는 데 더욱 효율적이다. 가상 머신을 사용하는 가상화의 시스템은, 비록 수요에서의 증가 또는 감소에 따라 다수의 계산 리소스 및 메모리가 활용될 수 있음에도 불구하고, 단일의 끊김 없는 컴퓨터를 사용하는 겉모습을 생성한다. 가상 머신은, 서버(110)와 관련하여 상기에서 설명되는 것과 같은 클라우드(1030)의 유저에게 서비스를 제공하기 위해, 프로세싱 센터(1034) 및 데이터 스토리지(1038)와 같은 클라우드 기반의 리소스를 준비하고 갖추고 있는 프로비저닝 툴(1040)을 사용하여 달성될 수 있다. 프로세싱 센터(1034)는 컴퓨터 클러스터, 데이터 센터, 메인 프레임 컴퓨터, 또는 서버 팜(server farm)일 수 있다. 프로세싱 센터(1034) 및 데이터 스토리지(1038)는 또한 병치될 수 있다.
대부분의 경우, CNG 공급 업체 및 대리점이 메탄가를 포함하는 공급품을 조정 및/또는 관리할 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 본원에서 설명되는 시스템 및 방법은, CNG 보관 이송을 위해 그리고 특히 CNG 엔진 연료의 맥락에서 규제 및/또는 품질 명세를 충족하는 데 필요한 중요한 구성 성분 함량의 선택적 모니터링 및 보고를 제공한다. 따라서, 본원에서 설명되는 시스템 및 방법은, 다양한 특정 조건에 적용 가능한 선택 가능한 기준으로부터 엔진 동작을 준수하기 위한 지역/지방 규제 프로토콜 및/또는 모니터링 요건에 따라 생성되는 메탄가를 생성하는 유리한 피쳐를 제공한다. 이것은 엔진 노킹과 관련하여 이전에 논의된 문제를 방지하고 비용 및 지연에서 업계를 괴롭힌 문제인 기기의 열화를 방지한다.
게다가, 본원에 설명되는 시스템 및 방법은, 더욱 정확한 메탄가를 생성하는 것뿐만 아니라 더욱 정확한 메탄가를 달성하기 위해 가스를 정제하는 것의 기술적 문제점에 대한 기술적 솔루션을 제공한다. 프로토콜 계산에서의 사용을 위해 실시간 조성 가스 값을 획득하기 위한 특정한 기기 및 특정한 측정의 사용은, 메탄가 계산의 정확성을 향상시킨다. 이것은, 유저가, 요건이 지속적으로 변화하는 업계에서 준수 표준을 완전히 준수하는 것을 허용한다. 그것은 또한, 유저가 자동차 연료의 메탄가 생성에 대한 엔진 제조자 보증 요건을 충족하는 것을 허용한다. 게다가, 다양한 프로토콜에 기초하여 다수의 메탄가를 효과적이고 효율적으로 생성하는 능력은, 상이한 프로토콜 측정이 필요로 될 때마다 다양한 기기가 재교정되는 것을 더 이상 필요로 하지 않는 것에 의해 기술 분야를 향상시킨다.
메탄가의 정확성은, 미국에서 운송을 위한 연료로서의 천연 가스가 2011년에서부터 2040년까지 연 평균 11.9 %의 속도로 성장할 것이다는 것이 예측됨에 따라, 점점 더 중요해지고 있다. 게다가, 메탄가의 정확성을 향상시키는 것은, 엔진 노킹을 감소시킬 것이고, 그에 의해, 연료 노크 저항성 조성 및 엔진 빌드 및 신뢰성의 기술 분야를 향상시킬 것이다. 정확한 메탄가가 노크백 사태(knockback incident)를 감소시킬 것이고 동시에 또한 점점 더 엄격한 표준의 준수를 보증할 것이기 때문에, 이것은, 메탄가를 조정하기 위해 가스를 정제할 때 중요하다. 이것은, 비 규격 CNG 자동차 연료 가스를 갖는 가스 생산 업체에게 그들의 가스를 세정함에 있어서 더 많은 유연성을 허용한다. 예를 들면, 에탄 함량이 높은 가스를 갖는 가스 생산자는, 제거하기 더 어려운 에탄을 감소시키기 보다는, 제안된 메탄가 명세를 충족하기 위해 중탄화수소의 일부를 제거할 것을 선택할 수 있을 것이다. 추가적으로, 이들 중탄화수소는, 예를 들면, 캘리포니아에서 에탄보다 시장성이 더 높다. 게다가, 혼합은, 파이프라인과 같은 상이한 영역 사이에서 보관 이송을 수행할 때 관세를 충족하는 데 유용하며, 따라서, 정확한 메탄가를 갖는 것은 효과적이고 정확한 보관 이송을 가능하게 하는 데 중요하다.
따라서, 특정한 알고리즘을 사용하며 따라서 추상적인 아이디어가 아닌 시스템이 본원에서 설명된다. 게다가, 본원에서 설명되는 시스템 및 프로세스는, 그들이 잘 이해되지 않는, 상투적이지 않은, 또는 통상적이지 않은 그리고 또한 기술 분야를 향상시키는 피쳐를 설명하기 때문에, 임의의 추상적인 아이디어보다 훨씬 더 많이 언급된다.
본 발명은 본원에서 개시되는 특정한 실시형태로 제한되지 않는다는 것, 및 본 발명의 많은 수정예 및 다른 실시형태가 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것이 이해된다. 더욱이, 비록 특정한 용어가 본원에서 활용되지만, 그들은, 본 발명의 설명을 제한하는 목적을 위해 사용되는 것이 아니라, 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용된다.
산업상 이용 가능성
본 발명은, 예를 들면, 지역 및 지방 관할 구역의 규제 요건의 준수와 같은 인식된 표준을 충족하는 특정한 프로토콜에 따라, 보관 이송을 수행할 때, 메탄가를 제공하는 데 유용하다. 본 발명은 또한 엔진 제조자 보증 및 등등을 준수하는 데 유용하다.

Claims (20)

  1. 압축 천연 가스의 보관 이송(custody transfer)을 위한 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법으로서,
    적어도 하나의 프로세서를 통해, 적어도 제1 필드 및 제2 필드를 생성하는 소프트웨어 루틴을 개시하고, 상기 제1 필드를 통해 분석 디바이스의 선택을 수신하는 단계;
    의도된 목적을 위한 사용을 위해, 상기 제2 필드를 통해 메탄가 생성 프로토콜의 선택을 수신하는 단계;
    압축 천연 가스 조성을 측정하도록 구성된 분석 디바이스를 통해, 보관 이송을 모니터링하는 단계;
    상기 적어도 하나의 프로세서로부터, 데이터를 분석 디바이스로부터 수신하는 단계 - 상기 데이터는 상기 보관 이송으로부터의 압축 천연 가스 샘플 분석을 나타냄 -;
    상기 제1 필드로서 상기 보관 이송의 기간 동안 수신된 데이터의 함수로서 평균 압축 천연 가스 조성을 결정하는 단계
    상기 분석 디바이스와 호환 가능한 메탄가 생성(Methane number generation)을 위한 확립된 프로세스의 세트를 결정하는 단계;
    상기 프로세스 세트로부터 선택된 제1 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 제1 확립된 프로세스를 선택하는 단계;
    상기 프로세스 세트로부터 선택된 제2 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 제2 확립된 프로세스를 선택하는 단계;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 분석 디바이스로부터 획득되는 데이터에 상기 제1 확립된 프로세스를 적용하여, 상기 제1 메탄가를, 상기 선택된 제1 메탄가 생성 프로토콜의 함수로서 계산하는 단계;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 분석 디바이스로부터 획득되는 데이터에 상기 제2 확립된 프로세스를 적용하여, 상기 제2 메탄가를, 상기 선택된 제2 메탄가 생성 프로토콜의 함수로서 계산하는 단계;
    상기 제1 메탄가와 상기 제2 메탄가를 미리 결정된 임계치에 비교하는 단계; 및
    압축 천연 가스 연료를, 상기 비교의 함수로 조정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 선택된 제2 메탄가 생성 프로토콜 및 상기 분석 디바이스로부터 수신되는 데이터를 적용하는 것에 의해 제2 확립된 프로세스에 따라 상기 압축 천연 가스에 대한 상기 제2 메탄가를 동시에 계산하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분석 디바이스는, 크로마토그래프(chromatograph), 마이크로 모션 코리올리 유량계(micro-motion Coriolis meter) 및 기화기 중 하나를 포함하는 것을 또한 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분석 디바이스와는 상이한 제2 분석 디바이스와 호환 가능한 메탄가 생성을 위한 확립된 프로세스의 세트를 결정하는 단계;
    상기 프로세스 세트로부터 선택된 제2 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 제2 확립된 프로세스를 선택하는 단계; 및
    상기 제2 확립된 프로세스를 상기 제2 분석 디바이스로부터 획득되는 데이터에 적용하여, 상기 선택된 제2 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 메탄가를 계산하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 선택된 제1 및 제2 메탄가 생성 프로토콜들 및 상기 분석 디바이스로부터 수신되는 데이터에 기초하여 상기 제1 및 제2 메탄가들을 포함하는 이송 티켓 리포트(transfer ticket report)를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분석 디바이스에 의해 획득되는 데이터를 프로세싱하기 이전에 필드 동작(field operation)을 위해 상기 프로세서를 포함하는 시스템을 구성하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 메탄가가 상기 미리 결정된 임계치보다 더 작을 때 상기 압축 천연 가스 연료가 정제되는 것을 또한 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조정은 상기 압축 천연 가스 연료에 소정의 메탄가를 갖는 정제된 가스를 주입하는 것을 또한 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  9. 압축 천연 가스의 보관 이송(custody transfer)을 위한 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법으로서,
    적어도 하나의 프로세서를 통해, 제1 필드 및 제2 필드를 생성하는 소프트웨어 루틴을 개시하는 단계;
    상기 제1 필드를 통해 분석 디바이스의 선택을 수신하는 단계;
    상기 제2 필드를 통해 메탄가 계산 프로토콜들의 계산 프로토콜 선택을 수신하고, 상기 계산 프로토콜 선택으로부터 적어도 제1 및 제2 메탄가 계산 프로토콜들을 선택하는 단계;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해, 상기 보관 이송 동안 평균 계산 메탄가를 획득하기 위해 상기 선택된 분석 디바이스로부터 수신되는 압축 천연 가스 연료의 측정된 가스 조성 값을 상기 선택된 제1 및 제2 메탄가 계산 프로토콜들에 적용하는 것에 의해 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 주기적으로 계산하는 단계;
    상기 제1 및 제2 필드들을, 상기 적어도 제1 및 제2 메탄가 계산 프로토콜들 포함하는 미리 정의된 목록을 포함하는 데이터베이스에 비교하는 단계;
    상기 제1 및 제2 필드들이 상기 미리 정의된 목록의 메탄가 계산 프로토콜과 매치하는지의 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 포함하는 이송 티켓을 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 선택된 제1 및 제2 메탄가 계산 프로토콜들에 대응하는 상기 이송 티켓에 대해 상기 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 동시에 생성하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  11. 삭제
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 생성된 제1 또는 제2 메탄가가 적어도 하나의 미리 결정된 임계치보다 더 작을 때 상기 압축 천연 가스 연료가 조정되는 것을 또한 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 압축 천연 가스 연료에 소정의 메탄가를 갖는 정제된 가스를 주입함으로써 상기 압축 천연 가스 연료를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 제1 및 제2 메탄가들이 적어도 하나의 미리 결정된 임계치 이상이 될 때까지 상기 메탄가들의 계산, 상기 비교 및 상기 압축 천연 가스 연료의 조정은 연속적으로 수행되는 것을 또한 특징으로 하는, 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 방법.
  15. 압축 천연 가스의 보관 이송(custody transfer)을 위한 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 생성하는 시스템으로서,
    압축 천연 가스 조성의 구성 성분을 주기적으로 측정하도록 그리고 그것을 나타내는 데이터를 생성하도록 구성되는 분석 디바이스; 및
    상기 분석 디바이스와 통신하는 프로세싱 회로부(circuitry)
    를 포함하되,
    상기 프로세싱 회로부는,
    상기 분석 디바이스와 호환 가능한 메탄가 생성을 위한 확립된 프로세스의 세트를 결정하고,
    상기 프로세스 세트로부터, 선택된 제1 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 제1 확립된 프로세스의 선택을 수신하고,
    상기 분석 디바이스로부터 획득되는 주기적인 측정 데이터에 상기 제1 확립된 프로세스를 적용하여, 상기 제1 메탄가를, 상기 선택된 제1 메탄가 생성 프로토콜의 함수로서 계산하고,
    상기 프로세스 세트로부터, 선택된 제2 메탄가 생성 프로토콜에 대응하는 제2 확립된 프로세스의 선택을 수신하고,
    상기 분석 디바이스로부터 획득되는 주기적인 측정 데이터에 상기 제2 확립된 프로세스를 적용하여, 상기 제2 메탄가를, 상기 선택된 제2 메탄가 생성 프로토콜의 함수로서 계산하고,
    상기 제1 및 제2 메탄가들의 각각을 미리 결정된 임계치들에 비교하고,
    가스 혼합 제어 스테이션(gas blending control station)을 제어하여 상기 압축 천연 가스 연료를 상기 비교의 함수로서 정제하도록
    구성되는, 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로부는 상기 적어도 제1 및 제2 메탄가 생성 프로토콜들을 동시에 프로세싱하고 상기 적어도 제1 및 제2 메탄가들을 계산하는 것을 또한 특징으로 하는, 시스템.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 메탄가 생성 프로토콜들은 산업 제품의 타입에 기초하는 것을 또한 특징으로 하는, 시스템.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 메탄가 생성 프로토콜은 상기 분석 디바이스의 타입에 기초하여 결정되는 것을 또한 특징으로 하는, 시스템.
  19. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로부는, 상기 가스 혼합 제어 스테이션으로 하여금, 평균 메탄가가 상기 미리 결정된 임계치보다 더 작을 때, 상기 압축 천연 가스 연료를 정제하게 하는 것을 또한 특징으로 하는, 시스템.
  20. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 가스 혼합 제어 스테이션은, 소정의 메탄가를 갖는 정제된 가스를 상기 압축 천연 가스 조성에 주입하는 것에 의해 상기 압축 천연 가스를 정제하는 것을 또한 특징으로 하는, 시스템.
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