液化气汽化和测量系统与方法技术方案

一种液化气汽化和测量系统及其方法，该系统包括：可操作用于传输液化气的传输设备；测量设备，其可操作以在液化气由所述传输设备传输时，从所述传输设备连续提取至少一部分液化气，将提取的液化气从液体形式转换为蒸汽形式，将被引导到测量设备的汽化气体的压力控制到小于或等于10PSIG，和确定汽化气体的组成成份；其中：该测量设备包括：第一级汽化器，其可操作以接收第一数量的液化气，并将第一数量的液化气转换为汽化气体；第二级汽化器，其可操作以接收第二数量的液化气，并将第二数量的液化气转换为汽化气体；积蓄器，其被连接到第一和第二级汽化器并可操作以接收和存储汽化气体；和用于维持蒸汽的恒定流动的速度环路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及用于液态天然气(LNG)有效汽化和测量的系统和方法。更具体地说，本专利技术涉及一种用于连续和有效汽化LNG船货(shipment)或其部分成其气态形式以准确确定LNG船货的组成成份和英国热量单位(BTU)值的系统和方法。
技术介绍
天然气是一种几种不同碳氢化合物的可燃、气态混和物，并且典型地从由多孔岩石形成的地下深层储藏层开采。从不同储藏层开采的天然气的成份根据储藏层的地理位置 而不同。实际上，对于从单个给定储藏层开采的气体成份改变到某种程度也不是完全罕见的。然而，不管任何变化，天然气的主要成份是甲烷，一种无色、无味的气态饱和碳氢化合物。甲烷通常占任何天然气样本的80%到95%，并且剩余部分由不同数量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和其它碳氢化合物组成。天然气广泛用于住宅、商用和工业应用。它是家用取暖用的主要能源，超过半数美国家庭使用天然气。天然气的使用在发电和制冷中的应用也快速增加，并作为运输燃料。天然气，类似于其它形式的热源，采用英国热量单位测量，即BTU。IBTU等于在大气压下使I磅水的温度升高I华氏度所需的热量。一立方英尺天然气具有约1，027BTU。天然气通常以千立方英尺(Mcf)的标准容量单位从井头(wellhead)销售，即在气体从地球开采处的位置，销售给购买者。然而，消费票据通常以热函或千卡测量。一千卡是等于100，000BTU的热量单位。天然气工业的三个分离并且通常独立部分涉及将天然气从井头传送到消费者。生产公司探测、钻井和从地下开采天然气；运输公司操作将气田连接到主要消费区域的管道系统；并且销售公司是将天然气运送到消费者的本地公共事业。仅在美国，经延伸超过百万英里的地下管道网，天然气被运送给近200百万消费者。为生产和运送这种天然气，存在超过25万个生产天然气井，超过一百家天然气管道公司和将燃气服务提供给所有50个州的超过1000家本地销售公司(LDC)。在实质重构产业的管理改革前，生产者将气体销售给管道公司，其再将气体销售给LDC，LDC再将其销售给居民和其它客户。然而，调整后，管道公司不再购买气体用于再销售。代替地，管道公司仅将气体从诸如生产方或卖主的销售方运送到诸如电力设施、工厂和LDC的买方。因此，LDC现有能够在多个天然气销售方中选择，然而之前，它们仅能够从一个来源即管道公司购买气体。此外，一些州已实现了使LDC接受州公共设施委员会的规定的附加重组。在这些附加州条例前，LDC居民客户仅能够从一种来源购买气体，即LDC。然而，在州条例后，居民客户能够选择除购买气体的其LDC以外的不同的供应方。如同以前，作为分配网络的拥有者/操作者，消费者的LDC将气体送到顾客，但LDC仅向顾客收取气体运送费用，并且独立的供应商为气体付账。因此，天然气对US能源供应非常重要。然而，美国的天然气消耗已超过了国内天然气可利用的供应。一种增加供应的可用选择是增加液化天然气(LNG)的进口。更具体地说，根据一种估计，美国的天然气消耗到2025年前将从2004年的约22万亿立方英尺(Tcf)到约31Tcf。因此，与从加拿大经管道进口结合的国内生产将不足以满足需求。因此，少量但比例增加的气体供应经油轮作为LNG被进口和接收。LNG通过从生产气田接收天然气、去除杂质并使天然气液化生产。在液化过程中，气体被冷却到约-260华氏度的温度。这种天然气的凝固液体形式的一个体积占用在炉燃烧器头部处的天然气的体积的约1/600。“LNG”被装载到用于安全和隔离目的的双船体轮船。一旦轮船到达接收港口，LNG典型地卸载入很好密封的存储罐。汽化或再汽化用于将LNG重新转换为其气体形式，进入国内管道分布系统并最终传送到末端用户。因为LNG根据其BTU值销售，当它从各个油轮卸载时，任何特定LNG船货的BTU值的准确分析以及LNG的组成成份的分析是至关重要的。例如，为确定特定船货的期望价格，当LNG被装载到海外地点(诸如发现巨大天然气的Trinidad和Tobago)的油轮上时,供应商计算将它装载入船的船体内时的LNG的BTU值。另外，由于装船的BTU值将在转移中变化，例如由于当它在船的船体中时，一些LNG汽化，LNG船货的接收者也期望准确地确定运送的LNG船货的BTU值。当托运方典型地在运输中燃烧汽化的LNG以运转轮船，并且因此负责运输中汽化的LNG的成本时，运送LNG船货的油轮的操作人员也对装载的LNG以及卸载的LNG的准确BTU测量感兴趣。因此，期望提供一种准确地测量从油轮卸载时LNG船货的BTU值。一种解决上述问题的相关领域的方法在授予Forster等人的美国专利号3，933，030中进行了公开。按Forster的说法，公开了一种用于连续监控诸如LNG的低温学液体的密度的系统。根据Forster系统，通过在存储罐中使用传感器瞬时确定存储的LNG的介电常数。每个包括一个电容探针的多个传感器被放置在存储罐内的多个位置处。然后，传感器可操作以瞬时测量箱内液体的介电常数，并利用该数据，确定箱内的液体的密度。通过密度测量，则可以计算每单位容量的BTU，并且能够计算每BTU的适合的装载量。然而，从诸如Forster中公开的系统，出现了几个问题。例如，BTU测量的精度对于目前的标准是不可接受的。其它的更近期的相关领域的系统使用色谱技术以确定LNG的BTU值。然而，这些相关领域系统也受到精度差与/或维护级别高的问题。例如，一种已知的系统使用其中在淹没在加热溶液中的管子中循环液态气体的方法。接着，溶液中的热量加热管道，使液态气体汽化。然而，这种汽化方法效率不高，并且任何产生的BTU测量值的精度是不能接受的，例如，少于5BTU，也就是说，BTU测量的浮动大于5BTU。因此，期望提供一种系统，该系统不存在至少这些问题并能够提供更准确和详细估计液化气并且同时需要比当前系统更少的维护量。
技术实现思路
本专利技术的说明性、非限制性的实施例可克服与相关领域的液化气汽化和测量系统相关的上述和其它缺点。此外，本专利技术并不一定需要克服上述缺点，并且本专利技术的说明性、非限制性的实施例可能不会克服上述的任何问题。本专利技术的一个目的在于提供一种用于有效和准确取样和测量液化气的新颖的系统和方法。为实现上述和其它目标，根据本专利技术的实施例包括一种用于汽化和测量液化气的系统，该系统包括可操作用于传输液化气的传输设备；测量设备，其可操作以在液化气由所述传输设备传输时，从所述传输设备连续提取至少一部分液化气，将提取的液化气从液体形式转换为蒸汽形式，将被引导到测量设备的汽化气体的压力控制到小于或等于10PSIG，和确定汽化气体的组成成份；其中所述测量设备包括第一级汽化器，其可操作以接收第一数量的液化气，并将第一数量的液化气转换为汽化气体；第二级汽化器，其可操作以接收第二数量的液化气，并将第二数量的液化气转换为汽化气体；积蓄器，其被连接到所述第一和第二级汽化器并可操作以接收和存储汽化气体；和用于维持蒸汽的恒定流动的速度环路。本专利技术的另一个实施例包括一种用于取样和汽化液化气的设备，该设备包括第 一级汽化器，其可操作以第一流速从输入端口接收液化气，并将接收的液化气转换为汽化气体；第二级汽化器，可操作以第二流速接收液化气，并将接收的液化气转换为汽化气体；积蓄器，其被连接到第一和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽化和测量液化气的系统，所述系统包括：可操作用于传输液化气的传输设备；测量设备，其可操作以在液化气由所述传输设备传输时，从所述传输设备连续提取至少一部分液化气，将提取的液化气从液体形式转换为蒸汽形式，将被引导到测量设备的汽化气体的压力控制到小于或等于10PSIG，和确定汽化气体的组成成份；其中：所述测量设备包括：第一级汽化器，其可操作以接收第一数量的液化气，并将第一数量的液化气转换为汽化气体；第二级汽化器，其可操作以接收第二数量的液化气，并将第二数量的液化气转换为汽化气体；积蓄器，其被连接到所述第一和第二级汽化器并可操作以接收和存储汽化气体；和用于维持蒸汽的恒定流动的速度环路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思·O·汤普森，沃尔特·F·格雷霍尔德，
申请(专利权)人：玛氏唐森普林有限公司，
类型：发明
国别省市：