ICS 71.120.99 CCS CCGA J 76 中国工业气体工业协会团体 标准 T/CCGA 20004—2021 低温冷箱设计和运行安全技术规范 Safety technical regulation of design and operation for cryogenic enclosures 2021-09-30发布 2021-10-30实施 中国工业气体工业协会 发布 全国团体标准信息平台 T/CCGA 20004— 2021 I 目次 前言 ................................................................................. II 引言 ................................................................................ III 1 范围 ................................................................................ 1 2 规范性引用文件 ...................................................................... 1 3 术语和定义 .......................................................................... 1 4 设计要求 ........................................................................... 2 5 施工与安装 ......................................................................... 4 6 低温冷箱的运行 ..................................................................... 6 7 故障诊断 ........................................................................... 6 全国团体标准信息平台 T/CCGA 20004— 2021 II 前言 本文件按照GB/T 1.1—2020 《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国工业气体工业协会提出并归口。 本文件起草单位：盈德气体集团有限公司、陕西秦风气体股份有限公司、西安陕鼓动力股份有限公 司工程技术分公司、北京中科富海低温科技有限公司、成都深冷液化设备有限公司 本文件主要起草人：钟连山、刘景武、饶伟、严肇博、王连喜、贾坤、郭续魁、李忠育、邓丹、石 丽华、程源。 全国团体标准信息平台 T/CCGA 20004— 2021 III 引言 针对目前低温冷箱设计和安全运行的严峻形势，基于低温冷箱安全风险要素控制的有关要求，根据 HAZOP分析和故障源分析方法，总结低温冷箱运行的本质安全有关经验，并吸收国外低温冷箱运行的安 全程序文件，中国工业气体工业协会特组织制定了本文件。 低温冷箱运行期间，涉及的风险要素较为复杂，包括低温冷箱内部工艺系统泄漏及产生的密封风险 环境，低温物料引起 的碳钢材料冷脆，冷箱夹层内异常的富氧环境，冷箱夹层内珠光砂受潮结冰导致管 道受到挤压或影响管道冷态正常收缩而产生额外的应力，这些风险可能引发严重的安全事故。为了确保 低温冷箱的安全运行，制定本文件，以此提高国内低温冷箱的安全运行水平。 全国团体标准信息平台 T/CCGA 20004— 2021 1 低温冷箱设计和运行安全技术规范 1 范围 本文件规定了低温冷箱的设计和运行安全技术要求， 并根据运行涉及的风险要素提供了相关的风险 控制措施。 本文件适用于空分装置、 LNG生产装置、液氦装置、液氢装置等使用的低温冷箱。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB 50007 建筑地基基础设计规范 GB 50010 混凝土结构设计规范 GB 50017 钢结构设计标准 GB 50205 钢结构工程施工质量验收标准 GB 50755 钢结构工程施工规范 GB 51081 低温环境混凝土应用技术规范 JGJ 79 建筑地基处理技术规范 JGJ 94 建筑桩基技术规范 T/CCGA 10004 珠光砂装卸操作安全技术规范 T/CCGA 90001 氧气和富氧气氛的火灾危险（试行） T/CCGA 90002 惰性气体或缺氧场所的危险 EIGA Doc.170 低温冷箱结构的安全设计和运行（Safe design and operation of cryogenic enclosures ） 3 术语和定义 T/CCGA 10004界定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 低温冷箱 cryogenic enclosure 通常指将低温设备及其管道置于一个或多个充填有绝热材料的箱体，不包含平底贮罐。本文件中简 称“冷箱”。 冷箱分为圆柱形冷箱、方形冷箱。 3.2 圆柱形冷箱 cylindrical enclosure 围绕低温设备和管道的圆柱形腔体。 设备一般不会支撑在腔体结构上， 而是用分开的支撑系统支撑。 3.3 方形冷箱 rectangular enclosure 许多或者所有的设备和管道都是支撑在这些横梁上的方形结构框架。 面板可以固定在框架内侧（朝向绝热材料）或框架外侧（朝向大气环境）。 3.4 矿渣棉 slag wool 利用工业废料矿渣（高炉矿渣或铜矿渣、铝矿渣等）为主要原料，经熔化、采用高速离心法或喷吹 法等工艺制成的棉丝状无机纤维。 全国团体标准信息平台 T/CCGA 20004— 2021 2 矿渣棉，具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特 点。 主要技术性能为： 表观密度为 80kg/m3， 导热系数 （常温） 为0.043W/ （m·K） 左右， 使用温度为650 ℃。 3.5 真空绝热vac uum insulation 在冷箱中，将要绝热的部件置于其腔体中，在部件和腔体之间的环形空间抽真空，以降低其通过导 热的热传递。如果在该环形空间放置绝热物（一般是珠光砂、金属箔片或其他“超绝热”），降低通过 导热和辐射的漏热，可以进一步的减小冷箱总体漏热。 与矿棉或珠光砂绝热相比，真空绝热对漏热热流提供了更大的热阻，特别对于小型冷箱或管道。真 空绝热导致更好的绝热性能和更紧凑腔体结构，便于运输和现场简便安装。 4 设计要求 4.1 绝热方式 4.1.1 冷箱常用的绝热方式为采用珠光砂、矿渣棉和抽真空。 4.1.2 主冷箱内设备及管道与箱体之间的夹层应采用珠光砂绝热。 4.1.3 为方便检修，部分阀门宜单独设置隔热冷箱，宜使用便于检修的矿渣棉作为绝热材料。 4.2 冷箱结构 4.2.1 冷箱外壳 4.2.1.1 冷箱框架及面板围护系统应采用保证焊接质量的钢材， 如 Q235B等。 低温地区应考虑冷脆影响， 按照GB 50017选用相应材料。 4.2.1.2 冷箱壳体板材一般采用碳钢板，冷箱内设备及管道安全阀进口管路与冷箱板连接部位、低温 液体输出管道与冷箱板连接部位、低温液体排放等部位宜采用不锈钢板、铝板过渡，或采用特殊的可装填绝热材料过渡的结构。板材连接一般采用焊接或螺栓连接，特殊连接部位（包括铝板与主体冷箱板之 间）可采用螺栓和密封垫片连接。 4.2.1.3 冷箱根据工艺要求，可设计为方形或者圆柱形。 4.2.1.4 冷箱人孔、卸砂口等盖板与冷箱板连接的部位应采用密封垫片、树脂胶或其他密封胶的进行 密封，防止水分进入。 4.2.1.5 进出冷箱的工艺管道与箱体连接部位，应采用防水胶套，并采用不锈钢密封压紧圈，保证冷 箱密封性能。 4.2.1.6 冷箱防爆安全卸放板与支持座之间，应设置密封垫圈，保证良好的密封性能。 4.2.1.7 冷箱箱板及结构外表面，应喷涂防腐漆，保证良好的耐腐蚀性能。冷箱外表面与大气接触的 碳钢板应采用性能优良的防腐底漆和面漆，面漆的喷涂工艺应采用成熟的技术。 4.2.2 冷箱安全设置 4.2.2.1 冷箱应设有足够数量的压力表、安全阀或安全泄放板等安全装置。 4.2.2.2 应根据冷箱的高度，设置相应压力的安全阀，安全阀应上、中、下均匀分布或根 据工艺成套 商分析及设计，在冷箱顶部设置相应数量的安全阀。 4.2.2.3 顶装型安全阀，数量根据冷箱顶部面积决定。冷箱顶部面积小于 15m 2的，至少应安装1 个安全 阀; 大于 15 m2小于60 m2的，至少应安装 2个安全阀; 大于60 m2的，至少应安装 4个安全阀。安全阀应优 先布