根据天然气在置换过程中的流动阻力及置换操作经验，通常将天然气置换时管道内推进压力控制为 0.1 MPa左右［7］，流体可视为理想气体，输气管道内氮气置换为二维非稳态理想流体的流动。模拟的流体为连续介质，涉及到能量交换和组分运输，但没有涉及化学变化，所以置换过程的控制方程包括连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程和组分质量守恒方程

对有毒、有害、危险气体的设备进行置换。一般用于置换的气体有氮气、蒸汽，要优先考虑用氮气置换。因为蒸汽温度较高，置换完毕后，还要凉塔，使设备内温度降至常温。对于一些高温液体的设备，首先应考虑放空，再采用打冷料或加冷水的方式将设备降至常温。对有压力的设备要采用泄压的方法，使设备内气体压力降至常压。在对检修设备进行介质隔断、置换、降温等工序后，要进行严格的确认、检测，在确保安全的情况再拆卸入孔。

高纯氮气是工业生产中比较主要的产品，高纯氮气的获取也十分简单，主要以空气为原料，对空气进行分离，就能够得到大量氮气，对分离出的氮气再进行纯化，就能够得到高纯度的氮气。氮气的应用范围十分广泛，不仅能够运用在工业生产中，还能够运用在金属加工、药品制造、化工合成等领域，总而言之，氮气在各行业中的应用日益受到青睐，氮气的需求随着工业的发展和重视而日益增长。

又要求在应急抢修过程中保证施工安全，避免引发次生事故。因此，在目前的技术手段下，为了提高天燃气管道事故应急抢修过程的安全性，对于停输换管等抢修方案，在放空后进行全管段氮气置换成为一个重要的抢修流程。

管道事故应急抢修中的氮气置换工艺不同于投产过程，有其独有的规律与特征：(1)应急抢修对施工时间有特殊要

求，因此氮气置换过程重点关注总置换时间；(2)应急抢修中存在破损点，氮气置换过程有 2 个出口，置换规律受破损口位置、大小等影响。