זרימת העבודה התפעולית של תחנת תדלוק LNG מורכבת יחסית, וכוללת בעיקר שלבי פריקה, אחסון, לחץ, אידוי ותדלוק.
שלב הפריקה: LNG מועבר לתחנת התדלוק באמצעות משאיות טנקים מיוחדות. משאיות טנקים אלו מצוידות בציוד צנרת וטיפול קריוגני, המתחברות למערכת האחסון הפנימית של התחנה באמצעות פלטפורמת פריקה. בתהליך הפריקה מנוצל הפרש הלחץ בין משאית המיכל למיכל האגירה להעברת ה-LNG מהמשאית אל מיכלי האגירה הקריוגניים של התחנה. בדרך כלל, משאיות טנקים כוללות יחידת לחץ מובנית; אם הפרש הלחץ לא מספיק, ניתן להפעיל יחידה זו כדי להבטיח העברה חלקה של LNG לתוך מיכלי האחסון.
שלב האחסון: מיכלי האגירה מהווים את אחד המרכיבים הקריטיים ביותר בתחנת התדלוק. יש להם תכונות בידוד תרמי מעולות, המפחיתות למעשה את חדירת החום כדי לשמור על ה-LNG במצבו הקריוגני. בדרך כלל, נעשה שימוש במבנה מיכל מתכת כפול-, כאשר החלל הביניים מלא בחומרי בידוד-כגון פרליט-כדי למזער את הולכת החום. מיכלי האגירה מצוידים במספר יציאות כדי להקל על זרימת/יציאת גז ונוזלים, כמו גם חיבורים למכשור שונות המשמשים לניטור פרמטרים כגון טמפרטורה פנימית, לחץ ורמת נוזל בזמן אמת-.
שלב הלחץ: כדי לעמוד בדרישות הלחץ לתדלוק כלי רכב, ה-LNG בתוך מכלי האחסון חייב לעבור לחץ. שתי שיטות נפוצות משמשות למטרה זו: הראשונה כוללת שימוש במשאבה קריוגנית כדי להגביר את לחץ ה-LNG לרמה הנדרשת. השיטה השנייה משתמשת במכשיר אידוי לגיזוז חלק מה-LNG; לאחר מכן הגז שנוצר מוחזר למיכל האחסון, ובכך מגביר את הלחץ הפנימי. כל אחת מהשיטות הללו מציגה יתרונות וחסרונות מובהקים; ביישומים מעשיים, בחירת השיטה נקבעת על פי התנאים התפעוליים והדרישות הספציפיות של תחנת התדלוק.
שלב האידוי: במהלך תהליך התדלוק, יש לאדות חלק מה-LNG. לאחר מכן מערבבים את הגז המאוד הזה עם ה-LNG הנוזלי כדי להבטיח שהרכב הגז הטבעי המופק עומד בדרישות הבעירה של מנוע הרכב. בדרך כלל משתמשים במכשירי אידוי לאוויר הסביבה למטרה זו, תוך שימוש באנרגיה התרמית של האוויר שמסביב כדי להקל על אידוי ה-LNG. מכשירי אידוי אלה מורכבים ממערך של צינורות סנפירים; כאשר ה-LNG זורם דרך הצינורות הללו, הוא מחליף חום עם האוויר החיצוני, ובכך משיג אידוי.
שלב התדלוק: לאחר שה-LNG עבר את טיפולי הלחץ והאידו הדרושים, הוא מופק לכלי רכב באמצעות מתקן תדלוק. המתקן מצויד במכשירי מדידה ובזרבובית תדלוק, המאפשרים שליטה מדויקת על נפח הנפקה תוך הבטחת בטיחות כל פעולת התדלוק. צילינדר ה-LNG של הרכב מחובר למתקן התדלוק באמצעות צינור תדלוק מיוחד. במהלך תהליך התדלוק, המפעיל מחדיר את פיית התדלוק לתוך כניסת הצילינדר ומפעיל את המתקן, ומאפשר זרימת LNG לתוך הצילינדר של הרכב.
