大型浮式液化天然气船FLNG(Floating Liquid Natural Gas)是近年来海洋工程界提出的、主要用于深远海油气田开发的工程装置。海上浮式LNG装置上的液化工艺及设备选型和陆上LNG有着明显的区别,海上浮式LNG装置除了要考虑具有较高的液化效率和较低的能耗外,还要考虑船体空间、船体和液舱晃荡、高度撬装和模块化、易于开停车、易于控制等因素对FLNG液化工艺及设备选型的要求及其影响。针对浮式液化系统的存在的不足,本文对浮式LNG制冷流程的炯损失情况、动态响应特性以及系统优化等方面,进行了详细的研究。主要内容包括：　　 ⑴阐述了液化技术原理,确定了P-R方程作为计算天然气液化相平衡的基础模型。利用惯序法对天然气液化流程进行了模拟,通过模拟分析了天然气、制冷剂与预冷剂温度的变化规律。利用(火用)分析原理,分析、比较了各设备的(火用)损失,指出能量消耗的主要环节:压缩机炯损失最大,占39.79％,并绘制了系统的(火用)流图;运用敏度分析方法,比较了系统的主要设备的敏度,指出了设备对系统炯效率的影响。　　 ⑵通过建立设备以及系统的动态模型,研究了系统的放大特性,对LNG制冷系统的动态特性进行了分析。研究了系统在不同通道下,阶跃信号、脉冲信号、斜坡信号的响应,分析了响应特征。针对FLNG制冷系统受到海洋的晃动影响,通过对正弦晃动信号模拟,分析了制冷系统对晃动扰动信号强度以及信号周期的响应特性,指出了强惯性系统对晃动的特征。　　 ⑶分析丙烷预冷双级氮膨胀制冷循环约束条件,建立了参数优化的目标方程,通过罚函数法得出了优化后的系统参数,比较了优化前后功耗情况;利用动态响应模型,建立了系统动态响应优化模型,获得最快换热器响应的换热器参数,并给出了级联换热器的动态放大系数最大时,制冷换热器与过冷换热器放大系数满足的数学关系,同时对比采用PID控制方式与传统控制方式的不同,表明PID能够改善系统的控制特性。