基于GERG-2008方程对液化天然气密度的计算与精度分析

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作者 贾文龙 王秀娟 +3 位作者 吴瑕 杨帆 廖钰朋 高谦 《化学工程》 北大核心 2025年第9期39-45,共7页

LNG(液化天然气)密度的精确计算对于能源贸易至关重要,可采用ISO 20765-2标准中推荐的GERG-2008状态方程对密度进行计算。然而现有算法在求解LNG密度时不能稳定获得正确解,通过采用不同迭代初值及二分区间,发现GERG-2008在LNG求解温度... LNG(液化天然气)密度的精确计算对于能源贸易至关重要,可采用ISO 20765-2标准中推荐的GERG-2008状态方程对密度进行计算。然而现有算法在求解LNG密度时不能稳定获得正确解,通过采用不同迭代初值及二分区间,发现GERG-2008在LNG求解温度范围内,存在多个密度解。文中通过研究GERG-2008方程特点,分析LNG密度解的存在情况,并通过给定牛顿迭代初值,使GERG-2008能够稳定求得LNG密度解。使用该方法计算100—180 K、0—10 MPa条件下共计12种LNG组分,并将密度计算结果与实验值进行对比。结果表明:计算值与实验值之间的平均相对偏差为0—2.1%,相比于PC-SAFT、SRK方程计算精度分别提高了0.66%、4.79%。在LNG温度和压力下,GERG-2008方程的计算精度受温度与压力的影响小,可作为LNG密度求解的理想方法。 展开更多

关键词 gerg-2008方程 牛顿迭代 LNG密度 稳定求解

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GERG-2008状态方程对超高压天然气流量测量的敏感性 被引量：6

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作者 王国云 李长俊 +1 位作者 贾文龙 秦睿 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期36-40,78,共6页

ISO 20765-2使用GERG-2008方程计算天然气物性参数,规定压力适用范围小于70 MPa。文中主要目的是评估GERG-2008方程在计算超高压(p≥70 MPa)天然气压缩因子的准确度。提出GERG-2008方程压缩因子求解步骤,计算8种超高压天然气压缩因子并... ISO 20765-2使用GERG-2008方程计算天然气物性参数,规定压力适用范围小于70 MPa。文中主要目的是评估GERG-2008方程在计算超高压(p≥70 MPa)天然气压缩因子的准确度。提出GERG-2008方程压缩因子求解步骤,计算8种超高压天然气压缩因子并与实验数据进行对比。结果表明:压缩因子计算值与实验值之间的平均相对偏差范围为0.272%—1.496%,优于AGA8-92DC、DAK和SRK方程计算结果。GERG-2008方程可作为计算超高压天然气压缩因子的理想方法。对于高温超高压天然气,用GERG-2008方程取代AGA8-92DC,测量系统记录的流量就会增多,系统测量敏感度更高。 展开更多

关键词 超高压 压缩因子 gerg-2008方程 二分法 对比分析 流量测量

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GERG-2008方程计算天然气压缩因子及烃露点 被引量：10

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作者 张镨 周理 +3 位作者 鲁春 何力 王晓莉 赵红 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期134-143,共10页

GERG-2008方程是国际标准ISO 20765-2推荐的天然气热物性参数计算方法,全面评估GERG-2008方程对不同组成、不同相态天然气的压缩因子、密度及天然气烃露点的计算准确性,对于合理选用天然气物性参数计算方法、提升天然气物性计算准确性... GERG-2008方程是国际标准ISO 20765-2推荐的天然气热物性参数计算方法,全面评估GERG-2008方程对不同组成、不同相态天然气的压缩因子、密度及天然气烃露点的计算准确性,对于合理选用天然气物性参数计算方法、提升天然气物性计算准确性及质量控制水平都具有重要的意义。为此,在收集大量实验数据的基础上,评估了用GERG-2008和AGA8-92DC方程计算气态天然气密度(压缩因子)的准确性,以及用GERG-2008方程计算高含硫天然气压缩因子、LNG密度及天然气烃露点的准确性。研究结果表明:①对标准规定的组成较简单的管输天然气,GERG-2008与AGA8-92DC方程的密度计算准确度相当,在管输温度、压力范围内,准确度均在±0.10%以内;②对重组分含量相对较高的天然气,当临界凝析温度接近计算温度时,在管输天然气压力下,上述两个方程的密度计算准确性均变差,GERG-2008、AGA8-92DC方程的相对平均绝对值偏差分别约为0.30%和0.50%,前者表现略优;③GERG-2008用于C_(5)^(+)摩尔分数低于0.20%的LNG的密度计算时,与测试值相对平均绝对值偏差小于0.10%;④GERG-2008可用于不含或含微量C_(6)^(+)同分异构体天然气的烃露点计算,其准确度优于PR或SRK类状态方程。结论认为,GERG-2008方程具有准确、全面的天然气物性计算能力,可在天然气工业多个环节得以广泛应用,建议天然气行业相关组织加快制订相关国家标准。 展开更多

关键词 gerg-2008方程 AGA8-92DC方程 管输天然气 高含硫天然气 压缩因子 LNG密度 烃露点 国家标准

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基于GERG-2008方程对CH_(4)-H_(2)混合物压缩因子的计算与因素分析 被引量：10

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作者 王国云 李长俊 贾文龙 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS 北大核心 2022年第2期89-94,共6页

含氢气体(如掺氢天然气)的压缩因子是流量计算和管道设计必需的基本参数。采用GERG-2008、 PR和SRK方程对不同配比的CH_(4)-H_(2)二元混合物在不同温度和压力下的压缩因子进行了计算,并将计算结果与文献中的实验数据进行了对比分析。结... 含氢气体(如掺氢天然气)的压缩因子是流量计算和管道设计必需的基本参数。采用GERG-2008、 PR和SRK方程对不同配比的CH_(4)-H_(2)二元混合物在不同温度和压力下的压缩因子进行了计算,并将计算结果与文献中的实验数据进行了对比分析。结果表明,在130.00~348.15 K、0.20~111.15 MPa条件下,GERG-2008方程针对不同配比的CH_(4)-H_(2)混合物压缩因子的计算结果与实验数据基本吻合,其平均相对偏差为0.53%,较PR和SRK方程分别提高了2.53%和0.71%。在管输天然气温度和压力条件下,GERG-2008方程计算的相对偏差随压力的增大而增大;平均相对偏差随温度的升高而减小,随氢气组分摩尔分数的增大而先增大后减小。 展开更多

关键词 掺氢天然气 CH_(4)-H_(2)混合物 gerg-2008方程 压缩因子

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AGA8-DC92和GERG-2008状态方程在天然气密度测算中的精确度比较 被引量：5

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作者 叶喆 《石油工业技术监督》 2022年第1期26-31,共6页

通过多组分气体在等温过程不同压力下密度的实测值与AGA8-DC92和GERG-2008测算值之间的偏差,评价了两种方法在测算天然气密度时的精确度。结果表明:GERG-2008状态方程对密度的测算精度总体优于AGA8-DC92,且在低温低压下的测算精度更突出... 通过多组分气体在等温过程不同压力下密度的实测值与AGA8-DC92和GERG-2008测算值之间的偏差,评价了两种方法在测算天然气密度时的精确度。结果表明:GERG-2008状态方程对密度的测算精度总体优于AGA8-DC92,且在低温低压下的测算精度更突出;在适用温度压力区间内,两种方法的测算精确度差异相对较小。当样品中含有较多惰性或重质组分时,两种方法的精度差别不明显。 展开更多

关键词 AGA8-DC92 gerg-2008 天然气密度 计算精确度

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超临界CO_(2)管道瞬态数值仿真模型开发与停输工况分析

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作者 步亚冉 张明 +3 位作者 陈晶华 柳歆 李鹏程 陈峰 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第6期155-164,共10页

目的 超临界CO_(2)流体在管道瞬变过程中会发生相变,与天然气管道输送相比,存在更高的流动安全风险。因此,需要对超临界CO_(2)管道瞬态过程进行精确模拟,以保障运行安全。方法 基于计算精度最高的GERG-2008方程,自主开发了物性计算模块... 目的 超临界CO_(2)流体在管道瞬变过程中会发生相变,与天然气管道输送相比,存在更高的流动安全风险。因此,需要对超临界CO_(2)管道瞬态过程进行精确模拟,以保障运行安全。方法 基于计算精度最高的GERG-2008方程,自主开发了物性计算模块,并建立了管道水热力瞬态数值仿真模型。通过该模块获取运行区间内离散温度、压力节点上的流体物性表,在仿真中用线性插值得到流体物性,相比于直接迭代调用物性计算模块,大幅提高了仿真速度。针对超临界CO_(2)停输工况,改进了模型控制方程和边界条件:考虑了瞬变过程中的反向流动,对瞬态方程组的流速变量进行了处理;设置了更符合实际的停输后的传热边界条件,替代常用的等温边界条件。结果 基于停输工况对模型进行验证,与OLGA模拟结果相比,温度、压力误差分别不超过0.05%和0.80%。结论 该模型可用于停输工况下的水热力模拟和水击压力分析,是重要的流动安全分析工具,也可用于一般的压力、温度、流量波动的瞬变过程计算。自主开发的物性仿真模型和水热力仿真技术,可用于推动碳捕捉、利用与封存(carbon capture, utilization and storage, CCUS)项目发展以及智能化建设。 展开更多

关键词 超临界CO_(2)管道 密相CO_(2)管道 瞬态模拟 水热力模拟 gerg-2008

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准确度更高的高含硫天然气压缩因子计算方法 被引量：7

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作者 王辉 李木盛 陈荟宇 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期50-60,共11页

目的考查国内外不同状态方程计算结果的准确性。方法通过python3.6编写了GERG-2008状态方程的软件模块,与AGA8-92DC、PR、SRK、CPA、BWRS等状态方程的计算结果进行对比分析,评估了不同状态方程对不同组成高含硫天然气压缩因子计算的准... 目的考查国内外不同状态方程计算结果的准确性。方法通过python3.6编写了GERG-2008状态方程的软件模块,与AGA8-92DC、PR、SRK、CPA、BWRS等状态方程的计算结果进行对比分析,评估了不同状态方程对不同组成高含硫天然气压缩因子计算的准确性。结果①对标准中规定的组成较简单的管输天然气,GERG-2008方程与AGA8-92DC方程的计算准确度基本相当,在天然气管输温度、压力范围内,两个方程的计算准确度均在0.10%以内;②基于331组高含硫天然气压缩因子实验数据的计算结果,GERG-2008方程准确度最高,偏差范围为0.31%~1.14%,平均偏差为0.67%,相比于AGA8-92DC提升了14.9%;③H_(2)S摩尔分数在0%~27%范围内,对于研究的几种状态方程的压缩因子计算方法,其准确度排序依次为:GERG-2008、AGA8-92DC、CPA、BWRS、SRK、PR。由于实验数据有限,现有研究大多是针对某种工况下的计算分析,其在更广的范围内计算准确性需要进一步验证;④ISO 20765-2:2015 Natural gas—Calculation of thermodynamic properties—Part 2:Single-phase properties(gas,liquid,and dense fluid)for extended ranges of application是以GERG-2008方程为基础制订的适用于不同组成、不同相态天然气物性计算的国际标准。结论GERG-2008方程对管输天然气压缩因子、高含硫气藏天然气压缩因子的计算都十分准确,建议天然气行业相关组织加快该国际标准及其后续标准的转化进程。 展开更多

关键词 gerg-2008方程 AGA8-92DC方程 高含硫天然气 压缩因子 准确度

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CO_2/H_2O混合工质热物性计算方法研究 被引量：1

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作者 强雄超 陈海朝 +1 位作者 杜洋 戴义平 《汽轮机技术》 北大核心 2018年第4期241-244,共4页

准确计算CO_2/H_2O混合工质热物性是实现新型高效混合工质汽轮机和系统设计的核心,分别采用GERG-2008方程、SRK方程、SRK-HV方程和SPUNG方程对不同条件下的CO_2/H_2O混合工质密度与露点温度进行了分析计算,并对计算结果与实验数据进行... 准确计算CO_2/H_2O混合工质热物性是实现新型高效混合工质汽轮机和系统设计的核心,分别采用GERG-2008方程、SRK方程、SRK-HV方程和SPUNG方程对不同条件下的CO_2/H_2O混合工质密度与露点温度进行了分析计算,并对计算结果与实验数据进行了对比分析,验证不同状态方程计算结果的准确性。结果表明,密度计算过程中,当混合工质中CO_2占比较高时,GERG-2008与SPUNG方程准确度相当,且较SRK方程、SRK-HV方程高;CO_2占比较低时,GERG-2008准确度明显高于其它3个方程;压力较低时,GERG-2008方程、SPUNG方程、SRK-HV方程准确度相当,且较SRK方程高;压力较高时,GERG-2008准确度高于其它3个方程。当混合工质中CO_2占比为90%时,混合工质的露点温度与实验值的相对误差在0.4%以内。 展开更多

关键词 CO2/H2O混合物 热物性 gerg-2008方程 Helmholtz自由能 状态方程

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基于流量分配优化的天然气管网模拟计算方法 被引量：5

9

作者 林敏 《石油机械》 北大核心 2023年第7期146-155,共10页

天然气的组成和发热量的精确获取是实施能量计量的基础。为获取未安装在线测量设备的计量站的天然气组成和发热量数据,采用GERG-2008方程作为状态方程,将能量守恒方程与无量纲亥姆霍兹自由能及其偏导数相耦合,结合组分输运方程,提出了... 天然气的组成和发热量的精确获取是实施能量计量的基础。为获取未安装在线测量设备的计量站的天然气组成和发热量数据,采用GERG-2008方程作为状态方程,将能量守恒方程与无量纲亥姆霍兹自由能及其偏导数相耦合,结合组分输运方程,提出了一种基于实际计量数据的自适应流量分配方法;通过构建加点Kriging代理模型简化计算过程,使用NSGA-Ⅱ遗传算法进行求解;采用交错网格进行混合气体组分计算,并对天然气的发热量进行计算。经工程实际验证:温度、压力及流量的最大误差(差值)分别为0.26 K、0.19%、0.33%;天然气组分混合计算中,甲烷的最大计算误差为0.178%,乙烷的最大误差为0.689%,丙烷的最大误差为0.732%,其余组分误差均在1%以下;高位和低位体积发热量最大偏差分别为0.305%和0.313%,计算结果均满足GB/T 18603—2014中A级计量站计量误差要求。所得结果可为天然气的能量计量提供帮助,节约设备投资和计量站改造费用。 展开更多

关键词 gerg-2008 气质跟踪 发热量 亥姆霍兹自由能 流量分配 能量计量

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基于IAOA-PNN模型的天然气压缩因子计算方法研究 被引量：5

10

作者 孙玮 《石油工程建设》 2023年第6期59-64,共6页

针对部分压气站未设置气相色谱分析仪,无法获取天然气压缩因子的现状,通过拉丁超立方抽样获取虚拟天然气组分样本,随后以准确度较高的GERG-2008方程为基础,计算天然气密度、热值和压缩因子,形成具有热力学性质的天然气数据库,最后搭建... 针对部分压气站未设置气相色谱分析仪,无法获取天然气压缩因子的现状,通过拉丁超立方抽样获取虚拟天然气组分样本,随后以准确度较高的GERG-2008方程为基础,计算天然气密度、热值和压缩因子,形成具有热力学性质的天然气数据库,最后搭建概率神经网络(PNN)模型用于数据的训练、验证和预测,并对预测模型结果进行现场验证。结果表明,IAOA算法在收敛速度、训练精度和稳定性上优于AOA算法、PSO算法和GWO算法,证明了算法从种群初始化和密度因子方面进行优化的有效性和科学性;现场校验时本文模型的相对误差维持在-1%~2%之间,且对于组分含量和工况的变化不敏感,可适用于大部分管输气的工况条件;密度是影响算法精度的重要参数,在参数缺失的情况下,应优先保证现场具有监测温度、压力和密度的仪器设备。 展开更多

关键词 压缩因子 AOA PNN gerg-2008方程 相对误差

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天然气计量中物性计算方法适用性探讨 被引量：3

11

作者 连子超 杨妮 +3 位作者 李学成 许佳 代晓雨 吴萍 《石油石化节能与计量》 2024年第1期73-78,共6页

针对目前天然气体积计量中面临的物性参数计算问题,在GB/T 17747.2-2011和ISO 20765-2:2015的基础上,采用Matlab软件建立AGA8-92DC和GERG-2008状态方程天然气物性求解程序,以相对偏差(RD)和平均相对偏差(ARD)为评价指标,评估了两种方程... 针对目前天然气体积计量中面临的物性参数计算问题,在GB/T 17747.2-2011和ISO 20765-2:2015的基础上,采用Matlab软件建立AGA8-92DC和GERG-2008状态方程天然气物性求解程序,以相对偏差(RD)和平均相对偏差(ARD)为评价指标,评估了两种方程在计算不同种类天然气物性上的准确性。结果表明,在管输天然气压力0~10 MPa、温度280~320 K的范围内,AGA8-92DC和GERG-2008状态方程的计算结果准确度一致,ARD均为0.03%;对于含重烃天然气,压力小于30 MPa、温度250~500 K的范围内,GERG-2008状态方程的计算表现更优,压力大于30 MPa,部分温度范围内AGA8-92DC状态方程的计算表现更优;AGA8-92DC状态方程和GERG-2008状态方程分别在计算高含硫天然气和液化天然气物性上具有优越性,但当含硫量和重烃含量较大时,偏差会显著增大。研究结果可为天然气计量工作的持续推进提供实际参考。 展开更多

关键词 天然气计量 AGA8-92DC方程 gerg-2008方程 压缩因子 物性计算方法

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纯氢与掺氢天然气管道减压波仿真研究

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作者 田晓龙 张新岩 +6 位作者 孟欣冉 杨浩 何佳薪 张双蕾 范嘉涛 吕浩 朱建鲁 《天然气与石油》 2026年第1期133-139,共7页

作为氢能输送的关键技术,掺氢天然气管道中减压波特性的研究直接关系到管道的安全运行。针对纯氢与掺氢天然气管道中的减压波行为进行了仿真研究,旨在探究不同因素对减压波特性的影响。通过对比多种状态方程,发现天然气发热量计算方法—... 作为氢能输送的关键技术,掺氢天然气管道中减压波特性的研究直接关系到管道的安全运行。针对纯氢与掺氢天然气管道中的减压波行为进行了仿真研究,旨在探究不同因素对减压波特性的影响。通过对比多种状态方程,发现天然气发热量计算方法—2008(Gas Research Institute Equation for Gas—2008,GERG—2008)状态方程在高压条件下对掺氢天然气密度的计算更为精确。基于等熵假设,建立了减压波传播速度的一维模型,并通过实验数据验证了模型的可靠性。研究结果表明,随着掺氢比的增加,减压波速度显著提升,从而降低了管道裂纹扩展的风险;初始压力的降低和初始温度的升高均有助于减缓减压波速度,抑制管道韧性开裂。研究结果为掺氢天然气管道的安全设计和运行提供了理论依据。 展开更多

关键词 减压波 掺氢天然气 GERG—2008状态方程 裂纹扩展 管道安全

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