氮氣置換過程中混合段內(nèi)的氣體受重力影響較小，且置換速度不高，可建立二維對稱管道模型（一維沿管道軸向，第二維沿管道水平徑向）。在實際管道置換中，通過放散管注入氮氣及天然氣、排放空氣和回收氮氣，因放散管管徑遠小于長輸管道管徑，且各自流體流速不同，在建模時需要簡化。取注入氮氣點下游不遠處和排放空氣點前之間的漸變流動管段為模擬管段，定義注入氮氣點下游不遠處為邊界入口，排放空氣點前為邊界出口。

置換過程及環(huán)境條件較為理想，但在實際置換過程中，環(huán)境溫度會隨時間有一定波動，置換管道存在一定高差或受其他偶然因素的影響，無法達到模擬的理想狀態(tài)，所以應該考慮到計算結(jié)果與實際置換情況存在一定的偏差。氮氣量過剩還會導致置換時間增加，需投入更多人力物力，增加的經(jīng)濟成本不僅僅是多注入的氮氣成本。依據(jù)理論分析，對于長呼天然氣管道，后期檢修置換時，可以適當減少注入的氮氣量，既能保證安全置換又能降低成本。

投產(chǎn)過程中的設備保護措施

1)避免儀表管線進雜質(zhì)而損傷設備。投產(chǎn)前關閉全線所有站場閥室的氣液聯(lián)動閥、調(diào)壓撬、計量撬等設備儀表管線或引壓管線上的閥門,避免全線氮氣置換期間管道中的液體和固體雜質(zhì)被氣流帶入而損傷設備。一般在站場或閥室壓力升至0.5MPa表壓后再打開這些閥門,因為升壓階段管道內(nèi)氣流速度已經(jīng)變得非常緩慢。

2)保護站場自用氣微壓表。站場氮氣置換前關閉或拆下各路自用氣管線調(diào)壓箱內(nèi)的微壓表,避免在置換時因超壓損壞微壓表,因為自用氣管線置換時的壓力遠高于微壓表的量程上限。