在天然气长输管道工程竣工投运过程中,为防止管道内天然气和空气混合,确保管道内天然气与空气混合比例不在爆燃极限范围内,投运前需对管道内空气进行置换。置换是管道投运过程中非常重要的环节,本文以淄博—莱芜天然气管道为研究对象,根据其置换投运范围,在对气体扩散理论、等分子扩散与菲克第二定律、非稳态扩散与菲克第二定律、扩散系数、紊流理论和层流的不稳定性及转捩等研究的基础上,结合置换方案,分析了紊态及扩散与气体混合关系和清管器隔离对气体流态及混气段的影响;论文对各种管道干燥技术进行了比较;确定了置换气体,对氮气置换技术和注氮技术方案进行了分析,并建立了氮气置换数学模型,并在淄博—莱芜天然气管道的各段管道中进行应用,即对注氮点、注氮流程、注氮技术参数、注氮设备、注氮施工准备和具体的氮气置换操作与置换施工进行了详细的布置和讨论,取得了很好的应用效果。