随着全球能源资源的多样化,液化天然气(LNG)作为一种清洁、高效的能源近年来得到了快速发展。LNG接收站的储存运输是LNG产业链中非常重要的一环,LNG接收站初次接卸LNG时需要对卸料管线及储罐等设备进行预冷。接收站内的设备在投入使用前要先进行调试工作,而预冷是调试工作中及其重要的环节。如果预冷过程控制不好,会造成储罐结构破坏,无法继续使用,严重的会造成LNG泄漏引发安全事故,因此储罐的预冷环节是一项非常危险、非常重要的工作。预冷研究主要是确定预冷时间、预冷过程中的供液率以及储罐的温降规律。本文首先针对国内LNG接收站,阐述了接收站的工艺流程,介绍了接收站内的主要工艺系统以及LNG卸料管道和大型储罐的材料选择、投产操作、预冷控制要求,根据预冷介质的不同介绍了两种预冷方式并对每种方法的优缺点进行了分析比较。无论采取哪种预冷方式,确定预冷过程的供液率、控制好储罐的温降速率是完成预冷操作的根本。因此,需要在理论上研究储罐的预冷规律、得到预冷过程的相关控制参数,本文通过对大型储罐的热力分析,经过传热计算验证了储罐的绝热性能,建立了预冷时间、预冷供液率以及储罐温度、压力的数学模型,通过对模型的修正和验证,与实际预冷数据对比得出模型计算结果是可靠的。根据理论模型以160000m3大型储罐为例,分析计算出了储罐的总耗液量、临界供液率以及储罐温度随时间变化的规律,提出了具体的预冷供液率及温降控制的方案。由于理论模型的研究做了简化性的假设,为了全面分析储罐的预冷效果,考虑到试验研究受到较大的限制,因此利用计算流体力学模拟软件FLUENT建立10000m3的储罐模型,对预冷过程进行三维数值模拟,分析整个预冷过程储罐的预冷效果。通过模拟求解得到了储罐预冷过程的温度场、速度场和流场分布情况,得出储罐预冷在空间上有很大的不均匀性,通过对模拟得到的物理场和温度监测点的数据分析得到了温降较快的区域以及温差较大的点,温度监测时需要注意储罐底部和储罐中心区域的温降情况,通过模拟不同进液速度分析了储罐的温降规律,得出预冷过程中选取合理的供液率可以较好的控制储罐的温降,给出了液氮预冷10000m3储罐的供液率方案。最后根据文献调研、模型计算以及模拟分析结果总结提出了接收站的整体预冷方案。本文的研究工作可以为现场预冷操作提供理论依据,对LNG接收站的投产运行有一定的指导意义。