大型全容式LNG储罐在投产使用前需要进行预冷处理,防止巨大温度差产生的应力对储罐结构造成破坏,这是投产前调试工作中最关键、难度最大的环节。由于预冷过程中,储罐内部的变化是非稳态的,实验研究难度较大。本文以16万方全容式LNG储罐作为研究对象,对LNG储罐预冷所需的介质流量、预冷时间、预冷用量进行分析,结合FLUENT数值模拟,通过观察罐内温度和气体变化趋势,为实际工程提供可行性建议。主要研究内容如下:(1)虑材料的导热系数和比热容这两个变化因素,采用能量平衡法建立了LNG储罐预冷数学模型,分七个阶段两种预冷速率对整个预冷过程进行计算。结论得出:耗冷量占比最大的部分是保温层,优化保温层厚度具有重要意义,可以节约材料成本和预冷用量;降温速率增大会降低预冷介质用量,建议在控制降温速率时,在4K/h-5K/h内调节,提高预冷效率,节约成本。(2)使用ICEM软件对LNG储罐进行三维建模,然后通过FLUENT软件进行模拟计算。整个预冷过程分六部分,采用不同温度的BOG气体对储罐降温,研究预冷过程中储罐内部的温度场,速度场,压力场的变化。通过模拟结果得出结论:内部气体的温度变化情况受气流速度、气体密度、储罐边界三种因素影响,储罐中心、罐底、内罐壁中心区域降温最快,应当作为重点监测区域,储罐的罐壁和罐顶底交界处是整个预冷过程中的死角,尤其是罐壁与罐底的交界处,降温较慢;预冷过程中,受罐内不稳定的气流影响,四个入口的预冷区域不是完全对称的,低温气体的走向会受喷嘴位置和入口流量影响;通过试算不同的介质流量,得出了不同预冷阶段时的最优介质流量范围,并建议每3h对储罐的入口流量进行调节,在符合规定的前提下,提高预冷效率。