Решение проблем сходимости фазового равновесия (VLE) для систем с CO2 с использованием Petro-SIM и Multiflash

В рамках энергоперехода и проектов улавливания и хранения углерода (CCUS), инженеры сталкиваются с критической проблемой: трубопроводные системы и аппараты, работающие с почти чистым CO2 или водородом, испытывают внезапные фазовые переходы (от газа к жидкости при падении температуры всего на 1-2 °C). Использование классической диаграммы давление-температура (PT) в симуляторах приводит к математическим нестабильностям и падению скорости счета [cite: 8].

Программное обеспечение

KBC Petro-SIM, Multiflash 7.2 Service Pack 1, OLGA 2021.1 [cite: 8].

Методы и термодинамика

1. PH-формуляция: В Multiflash был реализован переход от классической PT-базы к расчету фазового равновесия (VLE) на основе формуляции "Давление - Энтальпия" (PH). В координатах PH область сосуществования двух фаз (даже для чистых веществ) расширяется, что позволяет алгоритмам Ньютона-Рафсона плавно сходиться без "обрывов" [cite: 8].

2. Генерация таблиц: Был использован специализированный генератор PH-таблиц для многофазных флюидов (включая сосуществование жидкости, газа и твердых фаз - льда или гидратов), результаты которого экспортировались в термогидравлические симуляторы динамики [cite: 8].

Процесс валидации

Инструмент Multiflash table viewer визуализировал поведение чистой системы CO2, гарантируя, что наложенный профиль трубопровода (pipe profile), пересекающий линию насыщения, корректно рассчитывается без прерывания симуляции [cite: 8].

Итоговые результаты

Обновленная система расчета свойств устраняет риски использования некорректных допущений и чрезмерных "запасов прочности" (excessive margins) при проектировании транспортных сетей CO2. Интеграция PH-таблиц позволила существенно повысить скорость и устойчивость вычислений потока [cite: 8].

Источник

Источник

Теги

• #PetroSIM
• #Multiflash
• #CCUS
• #PhaseEquilibrium
• #FlowAssurance