氮气置换过程中混合段内的气体受重力影响较小，且置换速度不高，可建立二维对称管道模型（一维沿管道轴向，第二维沿管道水平径向）。在实际管道置换中，通过放散管注入氮气及***、排放空气和回收氮气，因放散管管径远小于长输管道管径，且各自流体流速不同，在建模时需要简化。取注入氮气点下游不远处和排放空气点前之间的渐变流动管段为模拟管段，定义注入氮气点下游不远处为边界入口，排放空气点前为边界出口。
根据《氮气置换技术要求》,采用无腐蚀、***的惰性气体作为隔离介质,采用无隔离清管器方案及“气推气”方式。
液氮气化后进入输气管道之前经加热装置至5℃~15℃之间,以防低温损伤管线。
输气管道氮气置换填充所需氮气量为0.02MPa,10℃状态下充满整个线路工程线路管道、阀室、站场管道体积所需用的量。
为了确保输气管道氮气置换填充能顺利、彻底,氮气注入量考虑如下损失量：
1.注氮期间氮气和***之间会发生混合，氮气会有混气量，造成氮气段的减量。
2.站场置换放空耗费的氮气量。
氮气置换工艺流程：氮气置换可以有两种方式:1)气推气;2)气推球,球推气。我们认为,对于新建较长距离、具有收、发球装置、经过清管和干燥的燃气管道,适合采用第二种置换方式,即气推球,球推气。其优点是直观、节能,缺点是需用氮气压力较大。
氮气置换的工艺参数：
注入氮气的温度、压力
注入氮气的温度不宜过低。过低的温度一方面会影响管材的低温强度(低温脆性)另一方面易使阀门等设备的密封产生泄漏。因此,进入管道的氮气温度不得低于5℃，宜控制在5~20℃