专利名称：带有增压器设备的燃气管道设施和投资回收计划支持系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有增压器设备的燃气管道设施和用于估计废热回收压缩机的投资回收可能性的投资回收计划支持系统。
背景技术：
在天然气或输油管道中，大致每隔100km就配备增压站，以便恢复在管道中流动的流体的压降。在增压站中，燃气轮机由要输送的燃料(例如，燃气或燃油)驱动，然后，燃气轮机的驱动力驱动压缩机或泵，以便提高要输送的流体的压力。
此外，在驱动燃气轮机之后，燃气轮机具有35％的热效率，但燃气都作为废热释放。
然而，近年来，由于二氧化碳等等的排放而导致的全球变暖已作为一个环境问题而提出。人们希望发达国家在全世界范围内减小二氧化碳的排放量。另一方面，发展中国家需要排放二氧化碳以发展工业，以致许多国家计划购买温室气体(例如，二氧化碳)的排放许可证。
在这些背景下，产生了本发明。本发明提供了带有增压器设备的燃气管道设施，以便缩小二氧化碳的排放量，以及用于估计废热回收压缩机的投资回收可能性的投资回收计划支持系统。
此外，由于在敷设燃油管道的区域很难找到水资源，因此，很难在增压站中利用水。
考虑到这些问题，本发明提供了这样的燃气管道设施，其中，在增压站中利用的水由其本身提供。
发明内容
本发明旨在实现上文所提及的目的。通常浪费掉的燃气轮机的燃气的热由废热回收锅炉回收，回收的能量驱动压缩机，这就增强了压缩机的容量。相应地，流入压缩机的燃料减少，这样，就可以有效地操作作为原始任务的燃气的供应。此外，由回收能量驱动的热回收锅炉和压缩机(废热回收压缩机)安装在现有的压缩机中，以便使用现有的压缩机，压缩机的容量可以得到增强。
本发明的压缩机通常是一个增压站，用于提高燃气管道途中的燃气的压力；然而，它也可以应用于液化装置中的压缩机中，液化装置用于在由油罐运输之前液化天然气。
此外，为了实现上述目的，利用水回收设备，蒸汽从燃气中回收(在废热回收锅炉中从燃气中吸收了热，且该燃气是从燃气轮机排出的)，以便水可以自身供应。
此外，发展出租废热回收压缩机以及回收一部分由现有的压缩机的增强的容量获得的利润作为出租费的业务，以便可以获得高效的压缩机，且可以减少向全球排放的温室气体的量。因此，提供瞬时流量监视器或累积流量监视器，以测量废热回收压缩机中的天然气的流量，瞬时流量的数据或累积流量的数据使用通信装置来进行传输。相应地，燃气的流量得到控制，业务的效率得到提高。
此外，如前所述的业务需要进行投资回收，以便本发明提供一个投资回收计划支持系统，用于计算由于安装了废热回收压缩机而从压缩机的耗油量的改进获取的收入以及估计回收投资的可能性。
图1是一个天然气管道的示意图。
图2是燃气的增压站的方框图。
图3是一个显示增压站的第一个修改的示例的视图。
图4是一个显示增压站的第二个修改的示例的视图。
图5是一个显示增压站的第三个修改的示例的视图。
图6是增压站和管道之间的连接位置的示意图。
图7是显示利用本发明的业务方案的一个示例的视图。
图8是显示利用本发明的业务方案的一个示例的视图。
图9是显示利用本发明的业务方案的另一个示例的视图。
图10是显示利用本发明的贸易的示例的流程图。
图11是投资回收计划支持系统的方框图。
图12是显示投资回收计划支持系统的功能的方框图。
图13是一个显示二氧化碳排放许可证的贸易模型的视图。
图14是显示二氧化碳排放许可证的贸易的示例的流程图。
图15是显示利用本发明的贸易的另一个示例的流程图。
具体实施例方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。
(天然气管道)如图1所示，天然气管道，作为燃气管道的一个示例，通过管道PL将天然气从天然气源P(位于天然气产地)输送到消费者A、B(位于天然气消费地区)。此外，在消费者在遥远的海外的情况下，天然气被冷却、压缩和液化，以减少体积，此后，它被装到待运输的专用的LNG(液化天然气)油罐中。
在管道PL的途中，相应地安装了增压站BS1-BSn，用于增加压力以按预先确定的间隔(例如，每隔100km)平稳地输送天然气。
值得注意的是，在本实施例中，天然气管道作为燃气管道的典型示例，但是对于输油管道，利用相同的配置可以应用本发明。
(增压站)如图2所示的增压站BS1-BSn(下文简称为“BS”)，每一个都包括空气过滤器1、空气压缩机2、燃烧室3、燃气轮机4、第一压缩机5和废热回收压缩机10。
空气过滤器1通过管道1a连接到空气压缩机2的吸气端。空气压缩机2是一个通过涡轮的旋转来对空气进行压缩的压缩机，并在其排气端通过管道2a连接到燃烧室3。
燃烧室3与分流管道(diversion pipe)3a连接，用于导出从管道PL分流的天然气。燃烧室3利用从空气压缩机2发送的压缩空气燃烧从分流管道3a导出的天然气。燃烧室3在其排气端通过管道3b连接到燃气轮机4的导出端。
在分流管道3a提供了用于测量流入燃烧室3的天然气的流量的流量计6。作为流量计6，例如可以应用用于测量瞬时流量的瞬时流量监视器。由流量计6检测到的瞬时流量数据被发送到连续控制终端7，并进一步从该连续控制终端7通过通信线路CL传输到位于遥远的位置的控制系统。这里，控制终端7相当于权利要求书中定义的控制系统。值得注意的是，可以使用用于测量累积流量的累积流量计来代替瞬时流量监视器。在这种情况下，累积流量数据可以定期或不定期地传输到控制终端7。此外，当使用多个燃烧室作为燃烧室3时，可以在每一个燃烧室的前一级提供流量计，以求出流量的总和。另一方面，可以在分流管道3a分流到多个燃烧室之前在分流管道3a上提供一个流量计。
此外，在分流管道3a上提供用于分析天然气的元素的元素分析器8。使用它来获取天然气中的碳的比率，以便从天然气降低量中计算CO2排放限制。元素分析器8定期或不定期地分析元素，并将结果输出到控制终端7。作为元素分析器8，例如可以使用气相色谱法。
此外，还可以在燃气轮机4的后一级提供元素分析器8，以便使用在燃气轮机4上燃烧的废气用作为直接测量CO2的浓度的样本。在这种情况下，可以测量燃烧之后的废气量代替测量天然气的流量。
燃气轮机4通过轴4a连接到空气压缩机2。燃气轮机4由于燃烧气体而产生的旋转扭矩驱动空气压缩机2。此外，燃气轮机4还通过轴4b连接到第一压缩机5的转子。燃气轮机4所产生的旋转扭矩驱动第一压缩机5。燃气轮机4可以制成单级或多级。
上文所描述的包括空气过滤器1、空气压缩机2、燃烧室3、燃气轮机4、第一压缩机5的气体压缩机9是一个常规的增压站。作为气体压缩机9，可以使用现有的气体压缩机，或者，也可以构建一个新的气体压缩机。
从燃气轮机4排出的废气仍具有500-600℃的温度，利用此热量，可以驱动废热回收压缩机10。
(废热回收压缩机)废热回收压缩机10包括废热回收锅炉11、蒸汽轮机12、发电机13、马达14、第二压缩机15以及水回收设备16。
废热回收压缩机11通过利用从燃气轮机4排出的废热使水加热而产生蒸汽。蒸汽通过管道11a传输到蒸汽轮机12。然后，从蒸汽轮机12输出的蒸汽进入到蒸汽冷凝器11b，通过外界空气或循环冷却水冷却而凝结，并通过供水泵11c再提供到废热回收锅炉11。相应地，蒸汽在废热回收压缩机11和蒸汽轮机12之间循环。
发电机13通过轴13a连接到蒸汽轮机12。发电机13的输出连接到马达14，马达14的输出轴连接到第二压缩机15的轴15a。
第二压缩机15连接到第一压缩机5的后一级。换句话说，被第一压缩机5压缩的管道PL中的天然气进一步被压缩和输送。
水回收设备16从废气(在废热回收锅炉11中从废气吸收热，废气也从那里排出)中回收水。从燃气轮机4排出的废气包括通过天然气的燃烧反应所产生的蒸汽。水回收设备16冷却并凝结蒸汽，从而回收水。
通过凝结蒸汽所产生的一部分水从水回收设备16的上部利用供水泵11c并通过供水泵16a喷射。水直接与从燃气轮机经过废热回收锅炉11排出的废气接触以冷却废气。相应地，废气中的蒸汽被凝结，从而回收水。回收的水通过管道16b被提供到废热回收锅炉11的供水口。然后，在水回收之后，废气被排放到外部。
回收的水被用作废热回收锅炉的补给水，并进一步可用于冷却供应给燃气轮机的空气以改进功率系数。
由于水回收设备16回收的水直接与废气接触，所以水可以吸收灰尘和废气中包含的其他杂质。希望在供水泵16a前面提供一个水处理系统(未显示)。
利用上面的废热回收压缩机10，通常被浪费的来自燃气轮机4的废热使蒸汽轮机12旋转，且蒸汽轮机12的输出扭矩被用于驱动第二压缩机15。然后，第二压缩机15提升管道PL中天然气的压力。相应地，整个增压站中的压力提升的效率得到改进。
因此，比较安装了废热回收压缩机10与没有安装废热回收压缩机的情况，如果燃气的压力提升的容量是恒定的，这意味着要输送的燃气量是固定的，则通过分流管道3a提供到燃烧室3的燃气的量可以减少。因此，可以减少温室气体二氧化碳的排放。此外，还可以降低增压站BS所需要的燃料成本。
此外，当从分流管道3a提供到增压站BS的燃气的量在安装了废热回收压缩机10和没有安装废热回收压缩机10的任何一种情况下都是恒定的时，在安装了废热回收压缩机10的情况下，增压站BS的压力提升的容量得到增强，这样，如果管道PL的耐压足够大，则输送量可以增大。
此外，水可以通过水回收设备16从废气中回收。因此，即使是在难以获得水资源的地区，也可以轻松地安装增压站。
(增压站的另一种模式)上文描述的增压站BS可以以下列方式变化。
在图2中，使用废热回收压缩机10的蒸汽轮机12的输出扭矩，发电机13被旋转，并且使用发电机13的输出驱动马达14，马达14的输出轴与第二压缩机15的轴15a连接。然而，如图3所示，第二压缩机15的轴15a可以直接与蒸汽轮机12的输出轴连接。在此种配置中，在图2所示的发电机13和马达14中没有能量损失，这样，增压站的效率或废热回收压缩机的效率可以得到提高。
接下来，如图4所示，可以在同一根轴上设置燃气轮机4、蒸汽轮机12和第一压缩机5，每一根轴都以机械方式进行连接。在这种情况下，与图2的情况进行比较，蒸汽轮机12的输出在发电机13和马达14中没有损失，而被用于驱动第一压缩机5。此外，与图3的情况相比，第一压缩机5被同一根轴上的燃气轮机4和蒸汽轮机12驱动，这样，压缩机的机械损失比较低，这就使天然气的压力提升的效率进一步提高。此外，构成增压站的各部件的数量可以减少，这样，设备成本可以降低。这里，第一压缩机5是作为一个压缩机来说明的，但是可以在同一根轴上配置多个压缩机，并由该多级压缩机来执行压缩。
此外，如图5所示，不同于图2的增压站BS，发电机3连接到系统互连17，该系统互连连接到外部电源或外部负载。在此种配置中，在增压站所要求的容量定期变化的情况下，可以灵活地对待它。例如，当增压站要求大容量时，从外部电源通过系统互连17提供功率，电源的频率由反相器17a来增大。然后，马达14的功率被提高以满足需要。另一方面，当增压站要求较小的容量时，发电机13所发的电可以通过系统互连17提供给外部负载。作为外部负载，例如可以考虑监控增压站的局内的电源。此外，电力也可以卖给电力公司。相应地，在现有的增压站中提供作为根据本发明的废热回收压缩机10，可以使用它作为一个联合发电系统，其中，产生由于燃气轮机4的电力和由于发电机1的电力。
此外，此种配置还可以以下列方式使用。例如，端接燃气轮机4时，可以向电力公司购买电力，使用电力驱动马达14以便驱动第二压缩机15。换句话说，如果发生故障，如燃气轮机4损坏，则压缩机可以由马达14来运转。
在使用系统互连17的情况下，希望提供一个功率监视器17，用于测量通过系统互连17流向外部负载的功率。作为功率监视器17，例如可以使用用于测量瞬时功率的瞬时功率监视器。由功率监视器17检测到的瞬时功率的数据被发送到连续控制终端7，并进一步从连续控制终端7通过通信线路CL传输到远程的控制系统。这里，控制终端7相当于权利要求书中定义的控制系统。值得注意的是，可以使用用于测量累积功率的累积功率监视器来代替瞬时功率监视器。在这种情况下，累积功率数据可以定期或不定期地传输到控制终端7。
如图6所示，在增压站BS和管道PL之间的连接部分，在管道PL上设置一个输入阀20，从该输入阀，燃气进入增压站，并且在管道PL的输出端提供一个输出阀21，在将管道PL的输入端连接到管道PL的输出端的旁通管上提供旁通阀19。当增压站BS运转时，输入阀20和输出阀21“打开”，旁通阀19“关闭”。当增压站BS不运转时，输入阀20和输出阀21“关闭”，旁通阀19“打开”。通过操作这些阀门，指定的增压站BS可以停止以便进行维护，同时管道PL继续运转。
如果将本发明应用于输送油料的管道PL，则可以对第一压缩机5和第二压缩机15使用增压泵。
(业务方案)接下来，将描述本发明的燃气管道设施中的气体压缩机或废热回收压缩机(下面称为“气体压缩机等等”)应用于业务的情况。
在图7所示的业务方案的情况下，气体压缩机或废热压缩机被从压缩机业务部门96出租给运输经营者(管道经营者)91。当出租时，他们就如何分配从使用气体压缩机等等获得的利润签订合同。该出租在合同上可以是转让。
天然气生产者90生产天然气，而运输经营者91将天然气输送到冷凝经营者92。在直接连接了管道的地区，天然气可以提供到燃气用户94，而不必冷凝。冷凝经营者92将天然气冷凝，并将LNG提供给运输公司93。运输公司93将LNG供应给燃气用户94。燃气用户94根据天然气的消耗量向财务部门97支付费用。在本实施例的说明中，压缩机业务部门96、财务部门97，以及稍后描述的私营发电部门95，属于同一个公司的集团，因此使用了“部门”一词。
输送经营者91根据合同将运输限制或温室气体(CO2)排放许可证转让给压缩机业务部门96。
财务部门97是安装在运输经营者91的气体压缩机的投资者。财务部门97向压缩机业务部门96而不是运输经营者91支付其所有权归压缩机业务部门96的气体压缩机的出租费。然后，压缩机业务部门96转让从运输经营者91接收到的运输限制或温室气体(CO2)排放许可证。
财务部门97将CO2排放许可证在CO2排放公司或在CO2排放许可证市场转换为金钱以获取利润。此外，将运输限制卖给燃气用户94或其他人，或者通过销售由私营发电公司使用低成本LNG所发的电力将运输限制转换为金钱。
私营发电部门95从运输公司93接收LNG，向电力用户98供应所发的电，并从电力用户98获取费用。私营发电部门95将LNG的燃料费支付给财务部门97。
财务部门97向天然气生产者90支付私营发电部门95使用的LNG的燃料费以及燃气用户94使用的LNG的燃料费。此外，财务部门97还向运输公司93支付LNG的运输费用。
根据该业务方案，运输经营者91无需增加资金即可提高运输能力，并从由于运输能力的增大所产生的利润分配中获取利润。压缩机业务部门96由于运输经营者91安装了压缩机而获取利润，没有任何风险因此推动了压缩机的安装。此外，安装压缩机比较容易，这为财务部门97提供了新的投资项目。
此外，冷凝经营者92还可以在本发明的燃气管道设施中使用气体压缩机或其他设备，因此，如图8所示，压缩机业务部门96可以向冷凝经营者92出租气体压缩机或废热回收压缩机。在这种情况下，CO2排放许可证或冷凝限制从冷凝经营者相对于由于该气体压缩机而产生的冷凝限制的提高或燃料量的减少转让给压缩机业务部门96。此外，财务部门97从压缩机业务部门96接收CO2排放许可证或冷凝限制，来替换向压缩机业务部门96支付租赁费用。此外，财务部门97将CO2排放许可证销售给CO2排放公司或在CO2排放许可证市场销售以得到金钱，从而获取利润。此外，将冷凝限制卖给燃气用户94或其他人，或者通过销售由私营发电公司使用低成本LNG所发的电力以将它转换为金钱。
此外，如图9所示，财务部门97可以拥有燃气压缩机等等。在这种情况下，财务部门97定购气体压缩机等等，并向压缩机业务部门96支付费用，压缩机业务部门96在运输经营者91和冷凝经营者92那里建造设施。在运输经营者91和财务部门97之间以及在冷凝经营者92和财务部门97之间签订合同。根据该合同，运输经营者91将运输限制或CO2排放许可证转让给财务部门97，以替代使用该设施的费用，冷凝经营者92向财务部门97转让冷凝限制或CO2排放许可证。以图7和8的类似的方式，财务部门97将运输限制、冷凝限制或CO2排放许可证转换为金钱。根据该业务方案，压缩机业务部门96只销售气体压缩机等等，因此，它不承担诸如燃气需求波动之类的任何风险。
(利用废热压缩机进行交易的示例)根据该业务方案，在燃气管道设施中使用气体压缩机等等开展业务的情况下，有三种方式从压缩机等等的引入中获取利润，具体方式如下所述。在下面的说明中，将描述在本发明的燃气管道设施中使用废热回收压缩机以扩展现有的气体压缩机中的情况；然而，同样，也可以在本发明的燃气管道设施中使用新的气体压缩机。
首先，这是一种在安装废热回收压缩机前后输送量没有改变的情况。由于在增压站中使用的天然气的量减少，燃料费降低，CO2排放限制被保留，以及保留的限制被转换为金钱，从而产生了利润(交易示例1)。
其次，这是一种在安装废热回收压缩机前后燃气使用量没有改变的情况。由于增压站的容量增加，天然气的量也增大，增大的天然气量可以转换为金钱，从而获取利润(交易示例2)。
第三，和交易示例2一样，这是一种在增压站中使用的燃气的量没有改变的情况。除了天然气可以换取金钱外，由于有效的计划而获批准的CO2排放许可证(即使CO2排放总量增大)可以转换为金钱以获取利润(交易示例3)。
接下来，将描述业务计划、设施的运营以及交易示例1、2、3的CO2交易。
(交易示例1)如图10所示，在本发明的燃气管道设施中使用废热回收压缩机的业务中，主要在运输经营者(用户)91、压缩机业务部门(设施供应商)96和财务部门(投资者)之间计划和开展业务，如图7所示。
首先，运输经营者91将与现有增压站(气体压缩机或支持设施)相关的信息提供给压缩机业务部门96(S101)。与增压站相关的信息包括，设备的配置、设备容量、运转状况和操作前景。
压缩机业务部门96基于设施信息安排现有设施的修改计划(S102)。
接下来，压缩机业务部门96将安排的修改计划报告给财务部门97(S103)。修改计划报告包括由于修改(安装废热回收压缩机)引起的天然气的减少率(燃料减少率)，原始成本，其包括设备成本、安装成本、设施运营和维护成本。
接下来，财务部门97基于修改计划报告制定投资回收计划(S104)。使用稍后将描述的投资回收计划支持系统来实现该投资回收计划。为了回收投资，财务部门97从设施的修改所获得的利润中接收一部分利润，以便财务部门97计算对应价值。在确定对应价值之后，财务部门97将对应价值报告给压缩机业务部门96(S105)，其中该对应价值包括单位运输量接收到的CO2排放许可证、单位运输量减少的燃料成本、保证的工作速率、回收周期及其他信息。在确定了保证的工作速率的情况下，应该基于以前的运转状况和运营计划调查来确定。
接下来，压缩机业务部门96将修改计划和由财务部门97报告的对应价值报告给运输经营者91(S106)。
运输经营者91基于接收到的关于修改计划和对应价值的信息对修改(安装废热回收压缩机)进行调查(S107)。在调查结果中，如果运输经营者91决定安装废热回收压缩机，则该运输经营者91与压缩机业务部门96签订合同(S108)以引入压缩机，并在压缩机业务部门96和财务部门97之间签订销售合同(S109)。
接下来，财务部门97向压缩机业务部门96支付购买费用(S110)，压缩机业务部门96在运输经营者91现有的增压站(气体压缩机)中安装废热回收压缩机(S111)。
在安装之后，运输经营者91经营修改后的增压站。压缩机业务部门96根据与运输经营者91签订的合同来经营该设施并提供维护(S113)。
此外，运输经营者91测量燃气的运输量和所使用的燃气量，并接收相对于燃气消耗减少量的CO2排放许可证(S114)。
运输经营者91根据合同每隔固定的时间段向财务部门97支付所述对应价值(S115)。该对应价值的支付采用CO2排放许可证支付，或者用等于节省的燃料费用乘以合同所规定的分配率的金额来支付，或者以两种方式来支付。
当财务部门97接收到CO2排放许可证作为对应价值时，它在排放许可证市场EM销售CO2排放许可证以获取金钱，从而获得利润(S116)。
在上述交易示例1中，如果财务部门制定投资回收计划，则优选情况下使用下列投资回收计划支持系统。
(投资回收计划支持系统)如图11所示，通过在计算机上运行一个程序来执行投资回收计划支持系统30。计算机包括中央处理单元30a，用于计算、保存和比较，内存30b，用于存储程序和各种数据库，键盘30c作为输入设备，以及显示器30d作为输出设备。
投资回收计划支持系统30如图12功能性地示出那样来构建。投资回收计划支持系统30包括输入单元31，用于接收各值以计算投资回收；收入计算单元32，用于基于该输入值计算收入；回收可能性确定单元33；以及输出单元34。这些单元31-34由加载和处理内存30b中的程序的CPU30a执行。此外，投资回收计划支持系统30还包括内存30b中的数据库35。
输入单元31包括原始成本输入单元31a、燃料减少率输入单元31b、运输量输入单元31c、分配率输入单元31d、回收周期输入单元31e、增大运输量输入单元31f和单位运输费用输入单元31g。
原始成本输入单元31a输入原始成本，其包括设备成本和安装废热回收压缩机所需的安装成本。
燃料减少率输入单元31b输入燃料减少率，该值是单位运输量的减少的燃料量。当输入燃料减少率或由投资回收计划支持系统30计算出燃料减少率时，它是由下列公式获得的燃料减少率＝(修改之前的燃料消耗率-修改之后的燃料消耗率)/修改之前的燃料消耗率×100％分配率输入单元31d输入分配率，该分配率是根据签订的合同分发由于燃料减少所产生的利润的比率。
回收周期输入单元31e输入投资回收周期。
增大运输量输入单元31f输入由于安装废热回收压缩机而产生的运输量的增加。
单位运输费用输入单元31g输入单位运输费用，该费用是单位运输量的运输费用。
数据库35包括天然气市场数据库35a、排放许可证市场数据库35b和用户信誉数据库35c。
天然气市场数据库35a至少存储了天然气(燃气)的市场价格，例如，按时间顺序排列的市场价格。
排放许可证市场数据库35b至少存储了CO2排放许可证(温室气体排放许可证)的市场价格，例如，按时间顺序排列的市场价格。
用户信誉数据库35c存储了被转换为数值的用户的支付能力的数据。
收入计算单元32根据确定的计算模式计算从所述输入值获得的收入。具体来说，如果利润是由于燃料减少所获得的，则收入是这样计算的运输量、燃料减少率和分配率相乘，即，收入＝运输量×燃料减少率×分配率，并将结果累加，累加次数为回收周期的数量。
当保留了CO2排放的限制，而利润是通过将它转换为金钱而获得时，收入计算单元32从排放许可证市场数据库35b提取排放许可证的市场价格，乘以可转让的CO2排放许可证的市场价格以及分配率，即，收入＝CO2排放许可证×排放许可证市场价格×分配率，并将结果累加，累加次数为回收周期的数量，从而计算出收入。
此外，当利润是从燃料节省和排放许可证交易中获得时，收入是通过将这两项相加而获得的。
此外，在交易示例2的情况下，即，由于增压站的容量增大而增压站中的燃气消耗量不变，将天然气(燃气)增大量转换成金钱，从而产生利润，收入是通过将从天然气市场数据库35a提取的燃气的市场价格、分配率和增大运输量相乘计算出的，即收入＝增大的运输量×天然气市场价格×分配率。
收入是通过将结果累加计算出的，累加次数为回收周期的数量。
在上述计算中，为了安全地开展业务，应将各种风险考虑在内，所述结果可以适当地乘以排放许可证的市场价格、从排放许可证市场数据库35b中获得的波动风险系数、从天然气市场数据库35a中获得的天然气市场价格波动风险系数、以及从用户信誉数据库35c中获得的用户风险系数。
回收可能性确定单元33将回收周期中计算出的收入与原始成本输入进行比较，如果原始成本较大，则输出表示回收难度的数据，而如果原始成本较小，则输出表示回收是可能的数据。这里，可以其他方式确定回收可能性，以便可以使用其他方法。例如，由原始成本和年收入计算回收率，并输出。
输出单元34将从回收可能性确定单元33输出的确定结果的数据输出到显示器30d。
根据投资回收计划支持系统，当输入诸如原始成本之类的输入值时，由收入计算单元32计算收入，并将该收入与原始成本进行比较，从而确定回收可能性。相应地，由于安装了废热回收压缩机，可以轻松地执行是否能够回收投资的判断。
在交易示例1中以下列方式执行CO2排放许可证的交易。
(CO2排放许可证交易系统)如图13所示，运输经营者91、财务部门97、排放许可证确认机构41、排放许可证登记管理机构42、事务日志管理机构43、希望获取排放许可证的人44与CO2排放许可证交易系统的交易有关。运输经营者91、财务部门97、排放许可证确认机构41、排放许可证登记管理机构42、事务日志管理机构43、希望获取排放许可证的人44分别持有通信装置91a、97a、41a、42a、45a、44a。通信装置91a、97a、41a、42a、43a、44a连接到网络40。作为网络40，例如可以使用因特网，并且考虑到安全性，可以使用以专用线路构建的网络。
运输经营者91具有终端设备91b，该终端设备可以与通信装置91a进行通信。这里，通信装置91a和终端设备91b相当于图2到图5的控制终端7。
财务部门97拥有一台服务器97b，该服务器包括排放许可证计算功能，用于从运输经营者接收增压站中的燃气消耗量，并计算希望获取的排放许可证(下文称为“希望的要获取的排放许可证”)；累加功能，用于累加燃气消耗量的数据。服务器97b通过通信装置97a连接到网络40。
排放许可证确认机构41是一个第三方，它不同于诸如财务部门97之类的参与交易的一方，并检查例如在运输经营者91中保留排放限制的情况，并确定排放限制的量。排放许可证确认机构41拥有一台服务器41b，包括排放许可证确认功能，用于接收燃气消耗量数据和燃气元素数据，检查该数据并确定排放限制；数据库功能，用于检索与确定的排放限制相关的信息(如果它们被允许检索)；以及通信功能，用于通过网络40与其他计算机进行通信。服务器41b通过如前所述的通信装置41a连接到网络40。
排放许可证登记管理机构42作为帐户登记并管理排放许可证，并由不同于参与交易的一个第三方管理。排放许可证登记管理机构42拥有一台服务器42b，该服务器包括累加功能，用于将排放限制作为排放许可证信息文件累加到一个文件夹中，该文件夹是分配给经营者(参与交易的一方)的帐户；排放许可证交易功能，用于当从拥有该帐户的经营者接收到一个交易排放权利的申请时查询事务日志管理机构43，当从事务日志管理机构43接收到确认交易的信息时根据从经营者发送的排放许可证交易的申请的信息，将排放许可证信息文件转让给所希望的帐户，并擦除原始的排放许可证信息文件；以及通信功能，用于通过网络40与其他计算机进行通信。服务器42b通过通信装置42a连接到网络40。
事务日志管理机构43监视排放许可证事务日志(进展)并由不同于参与交易的一个第三方管理。事务日志管理机构43拥有一台服务器43b，该服务器包括确认功能，用于监视排放许可证的交易是否正常地进行，并给予排放许可证交易的确认；累加功能，用于累加排放许可证事务日志；数据库功能，用于检索与排放许可证交易相关的信息(如果允许检索的话)；以及通信功能，用于通过网络40与其他计算机进行通信。服务器43b通过通信装置43a连接到网络40。
希望获取排放许可证的人44具有终端设备44b，并且终端设备44b通过通信装置43a连接到网络40。
(CO2排放许可证交易系统的操作)接下来，将参考图14描述本实施例中的CO2排放许可证交易系统的操作，图14显示了财务部门97获取排放许可证的过程。
首先，运输经营者91和财务部门97就如何分配从安装废热回收压缩机获得的CO2排放许可证(下文称为“排放许可证”)签订合同。在本实施例中，假设运输经营者91和财务部门97是持有排放许可证的经营者(例如，《Kyoto Protocol》中的附件I一方的经营者)，要交易的排放许可证是由于燃气消耗量的减少而产生的排放限制的剩余部分，这是运输经营者91持有的。此外，根据运输经营者91和财务部门97之间签订的合同，用所获得的由废热回收压缩机的运转所产生的排放许可证换取运输经营者91的帐户中的排放许可证。例如，财务部门97接收获取的排放许可证的60％，运输经营者91接收其40％。相应地，运输经营者91持有的相当于从该业务获得的排放许可证的60％的一些排放许可证则划到财务部门97的帐户中。
接下来，运输经营者91和财务部门97向排放许可证确认机构41(该机构是第三方)登记合同的内容(S121)。排放许可证确认机构41检查合同的计划和内容，如果没有问题，则机构41确认该合同。
接下来，根据该合同，运输经营者91经营废热压缩机(S122)。在这种情况下，燃气流量(燃气消耗量)由流量计6适当地进行测量，天然气的各元素由元素分析器8进行测量。这里，燃气消耗量数据和燃气元素数据叫做“监视数据”。
运输经营者91的终端设备91b定期或不定期地将监视数据传输到财务部门97的服务器97b(S123)。
接下来，运输经营者91的终端设备91b基于监视数据计算要获取的排放许可证(S124)。具体示例如下。首先，如果流量计6是瞬时流量计，则在计算出的时间段内计算累加的流量(使用的燃气量)。如果流量计6是累加流量计，则可以按照原样使用累加流量计所测量的数据。然后，基于元素分析器8所测量的结果，计算二氧化碳的排放量。换句话说，如果测量了废气中的二氧化碳的浓度，则它可以按如下公式获得CO2排放量[kg]＝每单位体积的废气的CO2浓度[kg/m3]×运转小时数[h]×燃烧时碳成分的重量[kg/m3]×(CO2分子量/碳原子量)。
从安装废热回收压缩机之前测量的二氧化碳排放量中减去计算出的二氧化碳的量。然后，可以计算出二氧化碳排放量的减小值。该减小量是希望的要获取的排放许可证的数据。
接下来，运输经营者91的终端设备91b定期传输监视数据和在步骤S122中计算出的希望的要获取的排放许可证数据(S125)。
排放许可证确认机构41的服务器41b接收传输的监视数据和希望的要获取的排放许可证数据，判断数据是否适当，检查该希望的要获取的排放许可证数据，如果没有问题，则确定排放限制量(S126)。接下来，将确定的排放限制量报告给运输经营者91(S127)并进一步报告给财务部门97(S128)。
接下来，运输经营者91向排放限制登记管理机构42提出申请，以便将由排放许可证确认机构41确定的排放限制量的60％从运输经营者91的帐户划到财务部门97的帐户中。换句话说，运输经营者91的终端设备91b将从中转让限制的帐户的标识符转换为将限制转让到其中的帐户的标识符，排放限制交易量以及其他数据被传输到排放许可证登记管理机构42的服务器42b(S129)。表1中显示了排放许可证交易的申请信息的一个示例。
表1排放许可证交易的申请信息
如表1所示，在交易之前，排放许可证在运输经营者91的帐户中，而在交易之后，排放许可证被转到财务部门97，同时排放许可证的标识号码发生改变。改变排放许可证的标识号码表明，要交易的排放许可证是由温室气体排放量减少所产生的。
这里，给每一吨排放许可证分配排放许可证的标识号码。
排放许可证登记管理机构42的服务器42b(其接收排放许可证交易申请的信息)将排放许可证交易申请的信息传送到事务日志管理机构43的服务器43b。然后，事务日志管理机构43的服务器43b确认在排放许可证交易的申请中是否有问题(S130)。当事务日志管理机构43的服务器43b判断在交易申请中没有问题时，服务器43b将经过确认的交易的信息传送到排放许可证登记管理机构42的服务器42b(S131)。
排放许可证登记管理机构42的服务器42b(其接收经过确认的交易的信息)根据排放许可证交易申请的信息重写排放许可证目录(S132)，并将该排放许可证从运输经营者91的帐户转到财务部门97的帐户。
在排放许可证目录的重写完成之后，排放许可证登记管理机构42的服务器42b将完成的排放许可证的交易报告传送到财务部门97的服务器97b(S133)，并进一步将该完成的排放许可证交易的报告传送到运输经营者91的终端设备91b(S134)。
在上述过程中，通过利用在挖煤期间产生的沼气所进行的发电业务所获得的排放许可证被分配给财务部门97和运输经营者91。
此外，在财务部门97希望将CO2排放许可证转换为金钱的情况下，采用与将排放许可证从运输经营者91转让到91财务部门97的类似方式，CO2排放许可证可以从财务部门97转让到希望获得排放许可证的个人44。
(交易示例2)接下来，将描述交易示例2。由于交易示例2基本上与交易示例1相同，下面将主要描述不同点。
交易示例2是一种运输量增大，同时燃气消耗量固定的情况，此时根据运输量计算利润比较容易。如图15所示，当现有设施的信息从运输经营者91提供给压缩机业务部门96时，每单位量的运输费用信息也被提供给压缩机业务部门96(S141)。
接下来，使用运输费用来计算对应价值，如步骤S142所示，在运转过程中测量运输量(S142)，通过将运输量乘以每单位量的运输费用来计算收入。
然后，根据在运输经营者91和财务部门97之间的合同中确定的分配率，由运输经营者91获得的收入的一部分作为对应价值被支付给财务部门97。或者，如果不支付金钱，可以将管道的使用权无需任何额外费用地从运输经营者91提供给财务部门97(S143)。
当财务部门97按管道的使用权接收对应价值时，它在天然气市场GM将该使用权转化为金钱(S144)。
根据交易示例2，当收入是从运输量来计算时，需要提供用于测量运输量的流量计，但是，如果通常有天然气生产者90用来计算运输量的流量计，则可以按照原样使用该流量计。如果没有流量计，例如，可以在管道的下游侧结束处(运输经营者91可能位于此处)提供流量计。然后，可以定期或不定期地测量天然气(燃气)的流量。或者，可以按下列方式测量运输量。从经过指定位置处的增压站BSn的天然气的流量中减去作为增压站BSn+1、BSn+2...中的气体压缩机的功率消费的燃气的总量。
(交易示例3)在交易示例3中，在增压站的气体压缩机中消费的燃气量不变，安装了废热压缩机10并正常运转。以与交易示例2类似的方式，从运输量增大中获得收入，由于气体压缩机容量的提高，确认CO2排放许可证。将该CO2排放许可证在CO2排放许可证市场中转换为金钱，以获得收入。
相应地，增大的运输量的数据和希望的要获取的排放许可证的数据从运输经营者91的终端设备91b传送到排放许可证确认机构41的服务器41b，并所述确认由运输经营者91的终端设备91b来接收。
在接收到确认并确认了排放许可证之后，其余的与交易示例1相同。
已经描述了本发明的最佳模式，但是，在不偏离本发明的精神的情况下，本发明可以按以许多方式改变。
根据本发明，在例如为天然气管道的燃气管道中提高气体压缩机的效率。因此，可以减少温室气体二氧化碳的排放，这对于环境保护是有好处的。此外，对于二氧化碳排放量的减少或者对于气体压缩机的效率的增大，确认CO2排放的许可证。可以通过将CO2排放许可证转换为金钱来获得利润。此外，还可以将增大的运输量转换为金钱来获得利润。而且，还可以从废气中回收蒸汽，这样，甚至在水资源很难找到的地区，也可以轻松地安装增压站。
权利要求
1.一种在燃气管道途中提供的、包括用于待输送的燃气的增压器设备的燃气管道设施；所述增压器设备包括空气压缩机；用于利用由所述空气压缩机压缩的压缩空气来燃烧燃料供应的燃烧室；由从所述燃烧室排出的燃烧气体驱动的燃气轮机；通过利用所述燃气轮机的输出扭矩来驱动的压缩机，用于提高待输送的所述燃气的压力；用于回收从所述燃气轮机排出的废热的废热回收锅炉；以及由从所述废热回收锅炉排出的蒸汽驱动的蒸汽轮机；所述蒸汽轮机的输出扭矩被用于驱动所述压缩机或其他压缩机以提高待输送的所述燃气的压力。
2.根据权利要求1所述的燃气管道设施，其特征在于，向所述燃烧室提供的燃料供应是从所述输气管道的分支中提供的燃气。
3.根据权利要求1所述的燃气管道设施，其特征在于，在所述输气管道的所述增压器设备的前面和后面提供有一个开关阀。
4.根据权利要求3所述的燃气管道设施，其特征在于，所述管道包括在所述增压器设备的路线之外的路线中提供的旁通管，在所述旁通管上提供有开关阀。
5.根据权利要求1所述的燃气管道设施，进一步包括连接到所述蒸汽轮机的输出轴的发电机，以及用所述发电机所发的电驱动的马达，所述压缩机或所述其他压缩机由所述马达驱动。
6.根据权利要求5所述的燃气管道设施，其特征在于，所述发电机和要与外部电源或外部负载连接的系统互连相连。
7.根据权利要求1所述的燃气管道设施，其特征在于，所述废热回收锅炉配备有一个水回收设备。
8.一种在燃气管道途中提供的、包括用于待输送的燃气的增压器设备的燃气管道设施；所述增压器设备包括包括所述燃烧室的现有的气体压缩机，空气压缩机，用于利用由所述空气压缩机压缩的压缩空气来燃烧燃料供应的燃烧室，由从所述燃烧室排出的燃烧气体驱动的燃气轮机，以及通过利用所述燃气轮机的输出扭矩驱动的第一压缩机，用于提高待输送的所述燃气的压力；以及与所述现有气体压缩机安装在一起的废热回收压缩机，其包括用于回收从所述燃气轮机排出的废热的废热回收锅炉，以及通过利用所述燃气轮机的输出扭矩驱动的第二压缩机，用于提高待输送的所述燃气的压力。
9.根据权利要求8所述的燃气管道设施，其特征在于，至所述燃烧室的燃料供应是从所述输气管道的分支中提供的燃气。
10.根据权利要求8所述的燃气管道设施，其特征在于，在所述燃气管道的所述增压器设备的前面和后面提供一个开关阀。
11.根据权利要求10所述的燃气管道设施，其特征在于，所述管道包括在所述增压器设备的路线之外的路线中提供的旁通管，以及在所述旁通管上提供的开关阀。
12.根据权利要求8所述的燃气管道设施，进一步包括连接到所述蒸汽轮机的输出轴的发电机，以及用所述发电机所发的电驱动的马达，所述第二压缩机由所述马达驱动。
13.根据权利要求12所述的燃气管道设施，其特征在于，所述发电机和要与外部电源或外部负载连接的系统互连相连。
14.根据权利要求8所述的燃气管道设施，其特征在于，所述废热回收锅炉配备有一个水回收设备。
15.根据权利要求14所述的燃气管道设施，进一步包括连接到所述蒸汽轮机的输出轴的发电机，以及用所述发电机所发的电驱动的马达，所述第二压缩机由所述马达驱动。
16.根据权利要求15所述的燃气管道设施，其特征在于，所述发电机和要与外部电源或外部负载连接的系统互连相连。
17.根据权利要求1所述的燃气管道设施，进一步包括用于在分流管道上测量燃气的瞬时流量的瞬时流量监视器；用于向位于遥远地区的设备发送由所述瞬时流量监视器检测到的瞬时流量数据的通信装置。
18.根据权利要求1所述的燃气管道，其特征在于，在所述分流管道上提供用于测量燃气的累积流量的累积流量监视器，以及用于向位于遥远地区的设备发送由所述累积流量监视器检测到的累积流量数据的通信装置。
19.根据权利要求13所述的燃气管道设施，进一步包括用于测量从所述发电机通过所述系统互连流向外部负载的瞬时功率的瞬时功率监视器；以及用于向位于遥远地区的设备发送由所述瞬时功率监视器检测到的瞬时功率数据的通信装置。
20.根据权利要求13所述的燃气管道设施，进一步包括用于测量从所述发电机通过所述系统互连流向外部负载的累积功率的累积功率监视器；以及用于向位于遥远地区的设备发送由所述累积功率监视器检测到的累积功率数据的通信装置。
21.一种投资回收计划支持系统，用于估计从通过在根据权利要求8到13之一的一个权利要求所述的输气管道设施中的燃气管道的现有气体压缩机中安装废热回收压缩机所获得的利润中回收废热回收压缩机的投资的可能性，所述投资回收计划支持系统包括至少存储所述燃气的市场价格的天然气市场数据库；原始成本输入单元，用于输入至少包括所述废热回收压缩机的设备成本和安装成本的原始成本；燃料减少率输入单元，用于输入燃料减少率，该燃料减少率是由于安装所述废热回收压缩机而产生的每单位运输量的燃料的减少量；运输量输入单元，用于输入时间段运输量，该时间段运输量是每单位时间段内的运输量；分配率输入单元，用于输入分配率，该分配率是对从燃料减少中获得的利润的分配比率；回收周期输入单元，用于输入投资回收周期；收入计算单元，用于通过将所述燃料减少率、所述时间段运输量、所述分配率以及基于所述天然气市场数据库计算出的天然气市场价格相乘，并在投资回收周期内将所述相乘的结果累加来计算收入；回收可能性确定单元，用于将由所述收入计算单元计算出的收入和所述原始成本进行比较。
22.根据权利要求21所述的投资回收计划支持系统，进一步包括至少存储温室气体排放许可证的市场价格的排出限制市场数据库；所述收入计算单元基于所述排放限制市场数据库计算由于引入了所述废热回收压缩机而从温室气体的排放许可证的交易中获得的利润，并将结果相加来计算收入。
23.一种投资回收计划支持系统，用于估计从通过在根据权利要求8到13之一的一个权利要求所述的输气管道设施中的燃气管道的现有气体压缩机中安装废热回收压缩机所获得的利润中回收废热回收压缩机的投资的可能性，所述投资回收计划支持系统包括原始成本输入单元，用于输入至少包括所述废热回收压缩机的设备成本和安装成本的原始成本；增加运输量输入单元，用于输入通过安装所述废热回收压缩机所获得的增加运输量；单位运输费用输入单元，用于输入单位运输费用，该单位运输费用是每单位运输量的运输费用。分配率输入单元，用于输入分配率，该分配率是对从燃料减少中获得的利润的分配比率；回收周期输入单元，用于输入投资回收周期；收入计算单元，用于通过将所述增加运输量、所述单位运输费用，以及所述分配率相乘，并在投资回收周期内将所述相乘的结果累加来计算收入；回收可能性确定单元，用于将由所述收入计算单元计算出的收入和所述原始成本进行比较。
24.根据权利要求1所述的燃气管道设施，进一步包括瞬时流量监视器，用于测量所述分流管道上的天然气的瞬时流量；通信装置，用于基于由所述瞬时流量监视器检测到的瞬时流量数据计算累加流量数据，用于从累加流量数据计算温室气体排放限制量，以及用于向位于遥远地区的设备传输所述温室气体排放限制量数据。
25.根据权利要求1所述的燃气管道设施，进一步包括累积流量监视器，用于测量所述分流管道中的燃气的累积流量，以及通信装置，用于从由所述累积流量监视器检测到的累积流量数据计算温室气体排放许可证量，并用于向位于遥远地区的设备传输所述温室气体排放限制量数据。
全文摘要
在燃气(例如天然气)管道的增压站中，在利用从燃气轮机排出的废热的废热回收锅炉中产生蒸汽。蒸汽被输入蒸汽轮机，然后蒸汽轮机旋转。此外，利用蒸汽轮机的输出扭矩驱动压缩机，以压缩要输送的燃气。由于通常被浪费的废热用于驱动压缩机，故压缩机的效率得到提高，且二氧化碳的排放量减少。此外，从效率的提高、运输量的增大所获得的CO
文档编号G06Q10/00GK1558098SQ20041000291
公开日2004年12月29日 申请日期2004年1月20日 优先权日2003年2月21日
发明者小田将史, 堀次睦, 琴, 西村真琴 申请人:株式会社日立制作所