根據(jù)天然氣在置換過程中的流動(dòng)阻力及置換操作經(jīng)驗(yàn)，通常將天然氣置換時(shí)管道內(nèi)推進(jìn)壓力控制為 0.1 MPa左右［7］，流體可視為理想氣體，輸氣管道內(nèi)氮?dú)庵脫Q為二維非穩(wěn)態(tài)理想流體的流動(dòng)。模擬的流體為連續(xù)介質(zhì)，涉及到能量交換和組分運(yùn)輸，但沒有涉及化學(xué)變化，所以置換過程的控制方程包括連續(xù)性方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程和組分質(zhì)量守恒方程

根據(jù)《氮?dú)庵脫Q技術(shù)要求》,采用無腐蝕、無毒的惰性氣體作為隔離介質(zhì),采用無隔離清管器方案及“氣推氣”方式。

液氮?dú)饣筮M(jìn)入輸氣管道之前經(jīng)加熱裝置至5℃~15℃之間,以防低溫?fù)p傷管線。

輸氣管道氮?dú)庵脫Q填充所需氮?dú)饬繛?.02MPa,10℃狀態(tài)下充滿整個(gè)線路工程線路管道、閥室、站場管道體積所需用的量。

為了確保輸氣管道氮?dú)庵脫Q填充能順利、徹底,氮?dú)庾⑷肓靠紤]如下?lián)p失量：

1.注氮期間氮?dú)夂吞烊粴庵g會(huì)發(fā)生混合，氮?dú)鈺?huì)有混氣量，造成氮?dú)舛蔚臏p量。

2.站場置換放空耗費(fèi)的氮?dú)饬俊?

輸氣管道氮?dú)庵脫Q過程中,隨著背壓、流速、管徑和管長的增大,混氣長度也逐漸增大。層流和湍流時(shí)的混氣長度差異是由管道橫截面上的流速分布不同造成的。進(jìn)行氮?dú)庵脫Q時(shí),應(yīng)避免氮?dú)馓幱趯恿鳡顟B(tài)。背壓的存在對(duì)管道投產(chǎn)置換是不利的,在投產(chǎn)時(shí)應(yīng)盡量放空以減少背壓。在管徑、氮?dú)庵脫Q流速和背壓相同的情況下，模擬不同管長下的混氣長度，以考察管長對(duì)混氣長度的影響規(guī)律。

燃?xì)馀c空氣混合在一定的比例范圍便形成危險(xiǎn)性氣體。因此,在燃?xì)夤艿劳懂a(chǎn)時(shí),不允許直接用燃?xì)庵脫Q原管道內(nèi)的空氣,而應(yīng)該先用氮?dú)庵脫Q原管道內(nèi)的空氣(投產(chǎn)一次置換),而后用燃?xì)庵脫Q管道內(nèi)的氮?dú)夂褪Ｓ嗫諝?投產(chǎn)二次置換)。通過氮?dú)庵脫Q防止燃?xì)馀c空氣的混合濃度達(dá)到危險(xiǎn)范圍,是一項(xiàng)事關(guān)安全的非常重要的工作。在置換工作進(jìn)行前,需要確定氮?dú)獾闹脫Q濃度,以此來計(jì)算氮?dú)獾挠昧俊?