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在LNG储罐内常压低温（-162℃）环境条件下，下层液态天然气与上层甲烷等气体（BOG）处于气液两相平衡状态。当储罐泵井底部LNG低温泵需要检维修时，出于安全考虑，需要向泵井内先通入氮气以吹扫置换BOG气体，在后者低于一定浓度后方可打开泵井上方井盖进行吊装作业。本研究建立了LNG储罐泵井中氮气置换BOG的二维动态模型，模拟气液相界面上方气体流动、混合与传质传热现象，并耦合了甲烷/氮气混合气体热力学模型、高温差下浮力效应与LNG在相界面的气化量，对模型关键参数的影响进行数值分析，如氮气流量、气液相界面高度和吹扫气体出口位置等。模拟结果显示，当吹扫氮气温度为20℃，流速为0.2m/s时，泵井井口甲烷气体浓度在约1小时后降低至10mol%以下；提高氮气流速至0.4m/s可提高甲烷吹扫置换效率，尤其在吹扫初期井口位置甲烷浓度降低速率增加；然而调整吹扫混合气体出口位置，对井口处甲烷浓度的变化影响较小。在动态模拟过程中，气体流场形态随时间有明显变化，揭示在吹扫初期氮气与甲烷温差较大时，浮力效应显著；随着热量的传递，氮气入口附近温度逐渐升高，因温差导致的两种气体密度差异减小，浮力效应对流场的影响降低。