本发明涉及一种LNG卸料臂气体置换系统、系统模型的建立及模拟方法，系统包括：由上至下依次串联的置换系统上管段、置换系统中管段和置换系统下管段，所述置换系统上管段、置换系统中管段之间通过分隔管板分隔开，所述分隔管板的下端悬挂有若干微孔分离器，所述微孔分离器的顶部对应设置有能量聚集装置，在靠近所述置换系统中管段的下端处设置有置换气体进口，所述置换系统上管段设置有置换气体出口。本发明所建立的与气体置换系统相适配的计算模型来指导方案的优化设计，对于LNG低温卸料输送系统的总体结构设计优化和安全稳定运行提供参考。