液化天然气及天然气物性计算软件设计

液化天然气及天然气物性计算软件设计

田士章;陈帅;杨波

【摘要】The production and operation of LNG terminal are based on liquefied natural gas (LNG) and natural gas (NG) properties

calculation .Although there are many foreign commer-cial softwares which can calculate the properties , most of them are expensive and complex . Therefore ,BWRS equation as the theoretical basis ,the properties calculation software is de-signed based on the Forcecontrol V7 .0 software platform which is simple and can meet the needs of LNG Terminal .By comparing the data of the actual operation in Dalian LNG Terminal ,calcu-lated data by Aspen Plus and by this software ,relative errors about some typical properties have been received .Meanwhile ,the reliability of the calculation has been verified with some exam-ples .Results show that the software can provide fairly accurate calculation results of LNG and NG properties and can well meet the properties calculation needs of LNG Terminal .%液化天然气（LNG）及天然气（NG）物性计算是LNG接收站生产、运行的基础。虽然国外已有很多商业软件可以计算其物性，但大多价格昂贵且应用复杂。因此，以BWRS方程为理论基础，在Forcecontrol V7．0平台上设计出一款应用简单，且能够满足LNG接收站需求的物性计算软件。通过将大连L N G 接收站实际运行数据及A spen Plus计算数据与此软件计算数据进行对比，得到一些典型物性的相对误差；同时，通过实例计算以验证其可靠性。结果表明，该软件能较为准确地计算LNG及NG物性，并且能很好地满足LNG接收站物性计算的需求。

【期刊名称】《石油与天然气化工》

【年(卷),期】2014(000)003

【总页数】8页(P254-261)

【关键词】液化天然气;天然气;LNG接收站;物性计算;BWRS方程;Forcecontrol

V7 .0;计算软件

【作者】田士章;陈帅;杨波

【作者单位】棗.中石油大连液化天然气有限公司;棗.中石油大连液化天然气有限公司;中海广东天然气有限责任公司

【正文语种】中文

【中图分类】TE626.7

LNG接收站主要用于接收、储存和气化LNG，并通过外输天然气管道向用户提供天然气。LNG接收站工艺流程简图如图1所示。LNG由卸料臂输送至储罐存储，然后通过储罐中的低压泵加压至槽车和高压泵；至槽车的LNG直接由槽车至用户，而高压泵则将LNG再次加压，输送至气化器将LNG气化为NG，NG通过计量系统输送至外输管网。接收站在正常运行过程中，由于LNG储罐自身漏热、LNG管线保冷漏热等因素[1-2]会有BOG产生，这些BOG经过压缩机加压后，再由再冷凝器冷凝[3-4]为LNG输送至高压泵。而在接收站的整个运营过程中，液化天然气和天然气物性是其安全、高效、节能运行的基础。因此，为了给接收站的生产、运行提供帮助，设计了一款适用于液化天然气及天然气物性计算的软件。

1 BWRS方程

1.1 状态方程选择

目前，计算天然气混合物的状态方程有很多，常用的有LKP、P-R、RK、RKS、BWR等状态方程[5-8]。而Starling和Han在关联大量实验数据基础上提出的修正的BWR状态方程(简称BWRS方程)，对扩大原BWR方程的应用范围及进一步提高其精度取得了良好的效果。同时，此方程被认为是当前烃类计算中最佳模型之一。因此，选择BWRS方程作为整个软件设计的理论基础。

1.2 BWRS方程中各参数求法

BWRS方程形式如下：

(1)

式中，p为介质绝对压力，kPa；ρ为介质密度，kg/m3；R为气体常数，

kJ/(kmol·K)；T为介质温度，K。

式(1)中的各参数A0、B0、C0、D0、E0、a、b、c、d、α、γ可通过文献[9]中的方法来求解；不同组分混合的二元交互系数则可通过查阅文献[10]中的表2获得；计算中所需的天然气各纯组分临界参数可通过表1查询而得。

表1 天然气各纯组分临界参数Table 1 Critical parameters of the purecomponent of natural gas物质名称临界温度Tci/K临界压力pci/MPa临界密度ρci/(kmol·m-3)偏心因子ωi相对分子质量甲烷190.694.60410.050 00.013 016.042乙烷305.384.8806.756 60.101 830.068丙烷

369.894.2504.999 40.157 044.094异丁烷408.133.6483.801 20.183 058.120正丁烷425.183.7973.921 30.197 058.120异戊烷460.373.3743.246 90.226