T/CCGA20004—2021

低溫冷箱設計和運行安全技術規范

1范圍

本文件規定了低溫冷箱的設計和運行安全技術要求，并根據運行涉及的風險要素提供了相關的風險

控制措施。

本文件適用于空分裝置、LNG生產裝置、液氦裝置、液氫裝置等使用的低溫冷箱。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB50007建筑地基基礎設計規范

GB50010混凝土結構設計規范

GB50017鋼結構設計標準

GB50205鋼結構工程施工質量驗收標準

GB50755鋼結構工程施工規范

GB51081低溫環境混凝土應用技術規范

JGJ79建筑地基處理技術規范

JGJ94建筑樁基技術規范

T/CCGA10004珠光砂裝卸操作安全技術規范

T/CCGA90001氧氣和富氧氣氛的火災危險（試行）

T/CCGA90002惰性氣體或缺氧場所的危險

EIGADoc.170低溫冷箱結構的安全設計和運行（Safedesignandoperationofcryogenic

enclosures）

3術語和定義

T/CCGA10004界定的以及下列術語和定義適用于本標準。

3.1

低溫冷箱cryogenicenclosure

通常指將低溫設備及其管道置于一個或多個充填有絕熱材料的箱體，不包含平底貯罐。本文件中簡

稱“冷箱”。

冷箱分為圓柱形冷箱、方形冷箱。

3.2

圓柱形冷箱cylindricalenclosure

圍繞低溫設備和管道的圓柱形腔體。設備一般不會支撐在腔體結構上，而是用分開的支撐系統支撐。

3.3

方形冷箱rectangularenclosure

許多或者所有的設備和管道都是支撐在這些橫梁上的方形結構框架。

面板可以固定在框架內側（朝向絕熱材料）或框架外側（朝向大氣環境）。

3.4

礦渣棉slagwool

利用工業廢料礦渣（高爐礦渣或銅礦渣、鋁礦渣等）為主要原料，經熔化、采用高速離心法或噴吹

法等工藝制成的棉絲狀無機纖維。

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礦渣棉，具有質輕、導熱系數小、不燃燒、防蛀、價廉、耐腐蝕、化學穩定性好、吸聲性能好等特

點。主要技術性能為：表觀密度為80kg/m3，導熱系數（常溫）為0.043W/（m·K）左右，使用溫度為650℃。

3.5

真空絕熱vacuuminsulation

在冷箱中，將要絕熱的部件置于其腔體中，在部件和腔體之間的環形空間抽真空，以降低其通過導

熱的熱傳遞。如果在該環形空間放置絕熱物（一般是珠光砂、金屬箔片或其他“超絕熱”），降低通過

導熱和輻射的漏熱，可以進一步的減小冷箱總體漏熱。

與礦棉或珠光砂絕熱相比，真空絕熱對漏熱熱流提供了更大的熱阻，特別對于小型冷箱或管道。真

空絕熱導致更好的絕熱性能和更緊湊腔體結構，便于運輸和現場簡便安裝。

4設計要求

4.1絕熱方式

4.1.1冷箱常用的絕熱方式為采用珠光砂、礦渣棉和抽真空。

4.1.2主冷箱內設備及管道與箱體之間的夾層應采用珠光砂絕熱。

4.1.3為方便檢修，部分閥門宜單獨設置隔熱冷箱，宜使用便于檢修的礦渣棉作為絕熱材料。

4.2冷箱結構

4.2.1冷箱外殼

4.2.1.1冷箱框架及面板圍護系統應采用保證焊接質量的鋼材，如Q235B等。低溫地區應考慮冷脆影響，

按照GB50017選用相應材料。

4.2.1.2冷箱殼體板材一般采用碳鋼板，冷箱內設備及管道安全閥進口管路與冷箱板連接部位、低溫

液體輸出管道與冷箱板連接部位、低溫液體排放等部位宜采用不銹鋼板、鋁板過渡，或采用特殊的可裝

填絕熱材料過渡的結構。板材連接一般采用焊接或螺栓連接，特殊連接部位（包括鋁板與主體冷箱板之

間）可采用螺栓和密封墊片連接。

4.2.1.3冷箱根據工藝要求，可設計為方形或者圓柱形。

4.2.1.4冷箱人孔、卸砂口等蓋板與冷箱板連接的部位應采用密封墊片、樹脂膠或其他密封膠的進行

密封，防止水分進入。

4.2.1.5進出冷箱的工藝管道與箱體連接部位，應采用防水膠套，并采用不銹鋼密封壓緊圈，保證冷

箱密封性能。

4.2.1.6冷箱防爆安全卸放板與支持座之間，應設置密封墊圈，保證良好的密封性能。

4.2.1.7冷箱箱板及結構外表面，應噴涂防腐漆，保證良好的耐腐蝕性能。冷箱外表面與大氣接觸的

碳鋼板應采用性能優良的防腐底漆和面漆，面漆的噴涂工藝應采用成熟的技術。

4.2.2冷箱安全設置

4.2.2.1冷箱應設有足夠數量的壓力表、安全閥或安全泄放板等安全裝置。

4.2.2.2應根據冷箱的高度，設置相應壓力的安全閥，安全閥應上、中、下均勻分布或根據工藝成套

商分析及設計，在冷箱頂部設置相應數量的安全閥。

4.2.2.3頂裝型安全閥，數量根據冷箱頂部面積決定。冷箱頂部面積小于15m2的，至少應安裝1個安全

閥;大于15m2小于60m2的，至少應安裝2個安全閥;大于60m2的，至少應安裝4個安全閥。安全閥應優

先布置在可能的泄漏點附近。

4.2.2.4冷箱安全閥頂部起跳蓋板，應考慮操作平臺。冷箱安全閥的起跳排放方向應為安全區域。

4.2.2.5冷箱上、中、下均宜設置卸砂孔，便于分層卸砂。

4.2.2.6冷箱頂部平臺設置的人孔作為裝砂口使用時，應設置可活動的防護網。裝砂時，需設置防護

網，保護人身安全。

4.2.2.7冷箱應分層布置用于檢測冷箱安全狀態的壓力點、分析測點。

4.2.2.8低溫液體泵及膨脹機冷箱，應采用獨立的隔離箱。

4.2.2.9主冷箱內可設置用于檢修的垂直爬梯，爬梯頂部主冷箱結構部位應設置安全繩固定點，爬梯

對應的冷箱結構型鋼宜設置懸掛安全帶及安全繩的懸掛點。

4.2.3冷箱結構

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4.2.3.1冷箱框架結構主要受力構件(梁、柱、撐)宜采用單截面整體構件，當采用組合截面時，應根

據GB50017的要求計算組合截面構件在拉、壓、彎、剪等狀態下的螺栓和焊縫連接強度。

4.2.3.2冷箱框架結構是空間桁架結構，斜撐一般為二力桿，面板加勁肋宜與斜撐脫開，且凈距宜保

持在10mm以上。斜撐兼做面板支撐構件時應按照拉壓彎構件進行補充分析設計。

4.2.3.3冷箱結構設計中所有構件的應力比不應超過1.0，考慮鋼板負公差及施工誤差，最大應力比宜

取0.85～0.95。

4.2.3.4冷箱結構設計應充分考慮冷箱內部設備、管道與冷箱板結構之間的安全距離，和散熱損失及

低溫工藝系統額外的冷量傳遞引發冷箱碳鋼結構發生冷脆的風險。

4.2.3.5冷箱內塔器、換熱器、分離罐等設備不宜采用冷箱板對應的結構框架進行支撐。如果無法通

過冷箱底部基礎設置支撐框架或無法采用懸吊方式，通過冷箱碳鋼結構型材作為設備承重支點時，冷箱

內低溫設備連接的承重梁，應采用耐低溫不銹鋼材質的結構型材與主體冷箱結構型材連接。

4.2.3.6冷箱結構的設計應考慮在其整個壽命期間可能承受的載荷。主要包括以下內容：

——運輸時可能產生的載荷，包括公路、鐵路、海運；

——安裝載荷；

——由置換密封氣或流動珠光砂所產生的流體壓力；

——熱和冷兩種不同運行模式的載荷。兩種模式應考慮到包含和不包含工藝流體情況，系統充壓和

不充壓情況，任何暫時工況模式等；

——作用于管道、設備、冷箱殼體和基礎上的珠光砂載荷；

——現場環境條件帶來的載荷，包括風載荷、雪載荷、地震載荷等；

——設備拉架、導向塊、生根于冷箱結構上支架等對冷箱的負荷，設備拉架在地震中的耦合載荷。

4.2.3.7冷箱鋼結構強度計算，宜采用通過行業安全注冊的計算軟件進行強度計算。

4.3冷箱內管道

4.3.1基本要求

4.3.1.1冷箱內的管道宜采用焊接型式，避免采用機械連接接頭（法蘭、螺紋等），以降低氣體或低

溫液體介質泄漏的風險。當采用機械接頭時，應使用獨立保溫隔箱進行隔離，便于維護檢修。

4.3.1.2保溫隔箱頂部和底部宜帶有坡度或其他利于珠光砂流動的措施，以確保珠光砂能自流到冷箱

空隙處，保證冷箱的整體絕熱性能。

4.3.1.3冷箱內承壓管道對接焊縫應100%射線探傷，角焊縫100%著色探傷，保證焊接接頭的質量。

4.3.1.4空分冷箱等宜采用角式調節閥插入冷箱內部。LNG、液氫等可燃氣體冷箱，無論采用直角閥門

或角式閥均宜放置在冷箱外。

4.3.2管道設計

4.3.2.1管道設計應考慮下列因素：

——珠光砂絕熱材料對管道產生的負荷；

——兩相流管道的支撐和防震動措施；

——異金屬接頭的設計和選取；

——氧用閥門嚴格執行相關技術要求及質量檢驗；

——管道支架與管道絕熱墊板應根據管道內介質狀態及管徑大小進行合理設置；

——管道滑動支架和固定支架，應在管道設計過程中，通過管道支架詳圖進行標識。。

4.3.2.2冷箱內進出精餾塔的工藝管道宜靠近精餾塔布置，管道支架宜設置于精餾塔容器器壁的補強

板上，冷箱中上部，避免管道支架生根于冷箱板結構上，減少冷箱內管道熱損失，確保管道冷態收縮時

與塔器實現同步均勻性。

4.3.2.3冷箱內工藝管道補償類型宜通過管道柔性設計，采用管道自身補償類型，不宜設置波紋補償

器，以提高設備運行安全的可靠性。

4.3.3冷箱內管道應力分析

4.3.3.1冷箱內所有管道、儀表點的設計應確保其熱應力和機械應力低于最大許可值，盡可能減小管

道破裂風險。

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4.3.3.2冷箱內管道的設計應能應對冷卻與加溫過程、變負荷過程，低溫吸附切換管道等冷熱循環的

管道，以及其他可能遇到的工況造成的應力變化。

4.3.3.3管道應力分析設計應保證管道在設計和工作條件下，具有足夠的強度和合適的剛度，防止管

道因熱脹冷縮、支撐或端點的附加位移及其他的荷載（如壓力、自重、地震等）造成損壞或泄漏等問題。

4.3.3.4液氧排放管路應采用避免有害物質積聚在排放管路排放閥部位的特殊連接方式。

4.3.3.5冷箱內管道設計應通過行業安全注冊的應力分析軟件的應力分析。

4.4冷箱基礎

4.4.1冷箱基礎設計包含基礎形式選擇、基礎平面尺寸、基礎厚度、混凝土強度等級及基礎配筋等。

在滿足工藝要求的條件下，應根據冷箱結構柱腳反力、設備支架柱腳反力、珠光砂荷載及其他設備荷載

等荷載作用，結合地質條件綜合考慮設計計算。

4.4.2大、中型冷箱基礎上應設置足夠的測溫點，原則根據冷箱內低溫設備的布置情況，在每個低溫

設備中心對應的冷箱基礎上應設置一個測溫點，其他位置依具體情況而定。

4.4.3冷箱基礎頂面應設置加溫管或其他隔冷通風措施，加溫管間距不宜大于1200mm，加溫管距離冷

箱基礎上表面宜為150mm左右。

4.4.4冷箱基礎為一整體結構，不應將其人為中間切開，且宜在板厚中間部位設置直徑不小于12mm、

間距不大于300mm的雙向鋼筋網，每層鋼筋網間距不應大于1000mm。

4.4.5冷箱基礎設計應符合GB50007、GB50010、GB51081、JGJ79、JGJ94的要求。

4.4.6冷箱基礎承臺設計應驗算冷箱柱腳錨栓在受拉狀態下的抗沖切。

4.4.7冷箱柱腳底板與混凝土的摩擦力不能承受柱腳水平反力時，冷箱柱腳應設置抗剪鍵，同時不應

考慮柱腳錨栓的抗剪作用。

4.4.8可燃、有毒氣體的冷箱還應符合本文件4.7的要求。

4.5冷箱底部

4.5.1冷箱底部采用碳鋼板結構，應在設備正下方的冷箱部位設置溫度檢測元件，并對溫度檢測元件

進行可靠的固定及將信號送入主操作臺。

4.5.2冷箱底部箱體與混凝土基礎之間應有可靠的防水措施，避免雨水通過冷箱底部的碳鋼板與混凝

土連接處進入冷箱內部。

4.6儀表檢測管路和小口徑工藝管道

4.6.1管道設計過程中，應充分考慮珠光砂載荷及與之連接的設備和管道冷態收縮階段，儀表管路的

柔性設計及支架類型的選擇。儀表管路在設計過程中，應根據冷箱不同的垂直高度及取樣設備和管道冷

態收縮時的具體狀態（包括位移方向和位移量），設計安裝指導圖。

4.6.2應根據管道空間布置位置及管道冷態收縮的位移及方向，對冷箱內小口徑工藝管道設置相應的

保護支架，保護支架應充分考慮珠光砂載荷及管道冷態收縮的位移及方向，避免影響管道冷態收縮。

4.7可燃、有毒氣體冷箱的特殊要求

4.7.1應對可燃、有毒氣體的冷箱進行風險分析，并采取本文件4.7.2～4.7.6等措施。

4.7.2充足的置換吹洗氣流量以稀釋和吹除冷箱內的少量泄漏。

4.7.3可燃、有毒氣體冷箱的吹掃氣應為不可燃、無水分、無油的氣體，且含氧量應小于1%。

4.7.4冷箱內的監測設置應符合本文件6.2的要求，并應有聯鎖報警或停車設置。

4.7.5冷箱的金屬板應連續焊接，不應使用粘合劑代替焊接。宜采用其他輔助檢查或者質量保證方法，

以保證焊接密封的完整性。

4.7.6對冷箱內存在工藝流體溫度有可能降低到氮的液化溫度以下的，應采取適當措施防止置換用氮

氣在工藝設備和管道上冷凝。

5施工與安裝

5.1基本技術要求

5.1.1冷箱應按GB50755進行施工，并按GB50205進行程施工質量驗收規范。

5.1.2冷箱內管道施工應嚴格控制管道清潔度，并對管道進行有效的脫脂，管道清潔度和脫脂記錄應

永久保留。

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5.1.3冷箱內管道施工過程應嚴格遵守管道專業設計的單線圖及管道支架指導圖，嚴禁隨意添加及減

少管道支架，改變管道支架的位置。

5.1.4冷箱內工藝管道焊口無損檢測，應達到100%檢測，對于無法通過射線檢測的角焊縫，應采用著

色檢驗方式，確認焊口無缺陷。

5.1.5冷箱內工藝管道全部竣工后，在確認管道焊口無損檢測全部結束，同時管道支架經過專業工程

師確認，冷箱內其他專業無熱工作業后，簽署管道氣密確認單。

5.1.6冷箱內工藝管道在裝填絕熱材料前，應進行氣密檢驗，對冷箱內管道所有的焊口進行檢查，確

保無任何泄漏。

5.1.7冷箱內精餾塔在管道安裝前和安裝后，均應進行垂直度檢測，垂直度檢測應符合設計要求。

5.1.8鋁結構填料中的液態水分應清除。

5.1.9冷箱內珠光砂的裝填應符合T/CCGA10004的要求。裝填前，應進行密封性“透光檢查”，發現

漏光的部位應及時處理。進入冷箱內作業，應按T/CCGA90002做好安全措施。

5.1.10冷箱頂部密封性檢查期間，應對冷箱人孔板密封部位、冷箱工藝管路通過部位、冷箱安全閥連

接口、冷箱底部碳鋼結構與混凝土接口處等進行全方位檢查，避免發生漏光。

5.1.11冷箱內部腳手架全部拆除后，應對工藝管道及設備系統進行低壓氣密測試，檢查有無異常泄漏

的聲響。將所有的儀表檢測投入正常狀態并通過DCS操作系統確認，包括差壓、阻力、壓力、流量等。

5.2裸冷檢驗

5.2.1冷箱內工藝管道全部竣工后，應結合設計及施工具體情況決定裝置是否經過裸冷。

5.2.2如果施工和設計建立科學而縝密的工作流程，包括質量檢測和過程控制建立可靠的程序文件，

則冷箱裸冷不再是必要的檢測環節。如果空分裝置最初工程計劃不安排裸冷檢驗環節，則工程設計、施

工過程中，應嚴格遵守質量檢查確認及設備閉合確認工作流程。

5.2.3通過冷箱內工藝管道泄漏、結霜情況，核對冷箱內以下管道及結構情況：

——冷箱內管道和流路的通暢性；

——冷箱內管道位移及低溫冷縮情況；

——隔箱內法蘭緊固情況；

——低溫閥門填料壓緊蓋緊固情況；

——滑動支架和固定支架檢查；

——膨脹機制冷性能考核。

5.3隱蔽性質量控制及風險控制

冷箱安裝及施工隱蔽性質量控制及風險控制應包括以下內容：

——管道支架安裝確認程序；

——臨時運輸支架拆除確認程序；

——塔器分布器水平度檢查程序；

——靜設備固定點和滑動點檢查程序；

——不銹鋼管道焊接過程中充氬保護臨時堵頭管理程序；

——盲板管理程序；

——精餾塔垂直度檢查程序；

——管道和設備最終閉合檢查程序；

——管道清潔度和脫脂檢查程序；

——管道無損檢測程序；

——管道特殊接口檢查程序；

——管道與冷箱壁安全距離確認程序；

——鋼鋁接頭與管道焊接溫標記錄程序；

——鋁制板式換熱器封頭工藝接口切除及清理程序；

——主冷凝蒸發器設備內部運輸保護支架移除程序；

——主精餾塔設備對接前清理及焊接檢查程序；

——計量與測量的儀表管

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——溫度計接線和電纜的布置與保護檢查

——精餾塔拉架檢查程序。

6低溫冷箱的運行

6.1冷箱夾層密封氣氣源

-6

6.1.1冷箱夾層密封氣應采用氮氣（露點應小于-65℃、無油且CO2含量小于1×10（摩爾分數）。

6.1.2冷箱夾層密封氣供氣源頭應設置用于控制供氣壓力的調整儀表執行機構，避免供氣氣源超壓，

引起冷箱夾層內超壓。

6.1.3冷箱由原始熱態開車啟動階段，可短時間使用干燥無油的空氣作為冷箱夾層密封氣，當冷箱進

入積液階段時，應采用純氮氣作為冷箱夾層密封氣供氣氣源，氮氣密封氣供氣氣源可采用后備液氮氣化

后的氮氣，經減壓后，供給冷箱夾層密封氣。

6.1.4冷箱臨時停車后冷態啟動階段，應采用純氮氣作為冷箱夾層密封氣供氣氣源。

6.1.5冷箱臨時停車階段，當冷箱內精餾塔及其他設備處于低溫保冷狀態時，應將冷箱夾層密封氣切

換至后備純氮氣，不應使用精餾塔內部的氮氣工藝管路氣源，避免冷箱停車階段精餾塔內蒸發的富氧氣

體進入冷箱夾層，引發嚴重的安全事故。

6.2冷箱夾層密封氣監控

6.2.1冷箱運行期間及臨時停車保冷期間，應通過DCS監控冷箱夾層密封氣壓力變化趨勢，并做好趨勢

比對。

6.2.2當冷箱夾層密封氣壓力出現迅速增加或迅速降低的異常狀態時，應立即查明原因，確保冷箱夾

層密封氣供氣源頭的穩定性，避免高沸點的組分意外進入冷箱夾層，引起液化。

6.2.3冷箱夾層密封氣壓力出現異常增加趨勢時，應在確保現場人員安全的情況下，對冷箱夾層密封

氣進行采樣分析。當冷箱夾層密封氣壓力出現高限報警，同時冷箱夾層密封氣組分含氧量超標時，應停

止裝置運行。

6.2.4新建裝置宜設置主冷箱夾層密封氣壓力上、中、下三個壓力測點高高聯鎖停車動作。為了避免

空分裝置臨時停車期間，冷箱內工藝管道及設備出現異常和泄漏，冷箱夾層密封氣壓力高限報警信號應

作為冷箱啟動的條件之一。當冷箱夾層密封氣壓力出現高限報警時，應調整冷箱夾層密封氣供氣流量，

同時檢測冷箱夾層密封氣成分，現場查看冷箱表面是否存在結霜泄漏情況，消除故障后，方可重新啟動

冷箱工藝系統，恢復裝置運行。

6.3冷箱內工藝設備運行及監控

冷箱內工藝設備運行及監控應符合相關安全技術規范的要求。

6.4冷箱系統面板及冷箱防爆安全要求

6.4.1應定期巡檢冷箱區域，檢查冷箱面板是否存在異常結霜情況，檢查冷箱安全閥排放口是否存在

結霜情況，做好現場巡檢記錄。當發現異常時，應進行根本原因分析，并制定相應的安全防護預案。

6.4.2應定期檢查冷箱防止超壓防爆板，確保防爆板不會因為銹蝕導致卡組，并做好冷箱安全防爆安

全卸放板與支撐結構之間防水密封圈的檢查，避免水分滲入。

6.4.3應定期檢查冷箱閥門防水密封膠套、工藝管道防水密封膠套有無皸裂、損壞和結霜情況，發現

異常及時記錄，并采取臨時防水措施，待工廠大修階段，進行更換或其他處理。

6.4.4應定期檢查冷箱板有無裂紋及結霜情況，做好記錄，

6.5維修與保養

應根據6.1～6.4中有關冷箱監控指標和狀態，做好冷箱大修有關缺陷管理及日常的設備維護管理。

7故障診斷

7.1工藝泄漏判斷

7.1.1依據冷箱夾層密封氣壓力變化趨勢、夾層組分變化情況、冷箱面板結霜情況、冷箱夾層密封氣

供氣流量變化情況、冷箱底部基礎溫度變化情況等因素，綜合判斷冷箱內的泄漏介質成分及泄漏面積。

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7.1.2冷箱內部的泄漏可能導致部分高沸點組分的液化、液化介質導致碳鋼材料的冷脆事故、冷箱夾

層超壓、冷箱內泄漏的液體汽化后引起珠光砂流動摩擦周圍的管道和設備，引起更加嚴重的泄漏事故。

7.1.3結合管道單線圖及有關分析監控數據，分析冷箱內泄漏的工藝管道及設備部位，進行更進一步

的詳細根本原因分析，并著手停車處理。

7.2箱體外表面結冰及管道結冰

7.2.1箱體外表面結冰及管道結冰的原因主要有以下幾點：

——管道支架絕熱墊板脫落；

——管道與冷箱距離小于最低允許安全距離；

——管道與冷箱夾層之間珠光砂受潮結塊，珠光砂絕熱性能下降；

——管道的意外泄漏引起冷量外泄；

——珠光砂未有效進入絕熱部位。

7.2.2冷箱外表面面板如果出現結霜及冰凍情況，應首先界定是調試期間發生的狀態，還是運行期間

發生的狀態。如果是調試期間發生的異常情況，則應考慮珠光砂均布、管道支架絕熱墊板、管道意外應

力引起斷裂等原因。如果是運行一段時間發生的異常情況，則應著重分析珠光砂受潮結塊、管道意外應

力引起管道損壞等因素。

7.2.3當冷箱內管道液體發生泄漏，并且距離冷箱板較近時，應立即查看冷箱管道單線圖及施工記錄，

確認結霜部位附近是否存在液體管道，并查看冷箱結霜部位冷箱板是否存在裂紋，若發現裂紋，則冷箱

冷量外泄較多，應采取緊急措施進行相應的工藝處理，包括停車。

7.2.4管道施工單線圖應永久性存檔，并作為裝置運行故障分析診斷的重要資料。冷箱內管道支架安

裝檢查確認清單及支架影像記錄，應永久性存檔，作為裝置異常分析的主要手段。

7.2.5根據珠光砂的流動性要求，隔箱底部應設置可靠的斜坡或便于珠光砂流動的結構。

7.3冷箱夾層密封氣檢測

7.3.1冷箱夾層密封氣應定期進行分析及檢測，確認冷箱夾層內是否出現泄漏，確保冷箱夾層密封氣

不會出現液化等工況。

7.3.2冷箱夾層密封氣分析取樣點應分別對冷箱夾層密封氣部位進行時間上和結構空間上的比照分析，

以判斷是否存在泄漏及泄漏的部位。

7.3.3冷箱夾層密封氣分析取樣點應與冷箱夾層密封氣對應采樣部位的冷箱內壓力進行對比分析，以

判斷對應的冷箱內部位是否存在泄漏。

7.3.4冷箱夾層密封氣分析取樣點應與冷箱夾層密封氣對應的部位的供氣流量進行比對分析。

7.3.5冷箱夾層密封氣分析采樣成分應該做好工藝記錄，并定期組織各專業進行分析及討論。

7.4冷箱夾層密封氣流速檢測

7.4.1應定期巡檢冷箱夾層密封氣流量的變化，及時記錄變化趨勢。冷箱同一個部位夾層密封氣流量

的變化趨勢，應進行時間上的橫向比對分析，發生異常變化趨勢時，應查明原因，包括密封氣供氣源頭

調節系統、冷箱內壓力變化情況及冷箱基礎溫度等指標，通過比照分析，判定冷箱內部的異常運行狀態。

7.4.2冷箱原始開車及運行期間應調整好密封氣供氣流量，比照原始開車期間密封氣流量數據條件下，

對應調節裝置的輸出開度，做好記錄，便于工廠運行期間，根據冷箱結構對應部位的密封氣流量數據，

對冷箱運行情況進行故障診斷和分析。

7.5應急處理

7.5.1冷箱夾層密封氣壓力異常突然增加

7.5.1.1當冷箱夾層密封氣壓力突然增加時，應立即查明故障原因，包括密封氣供氣源頭調節裝置輸

出及密封氣供氣母管壓力變化情況，并查明密封氣供氣流量趨勢狀態，緊急情況下，應停車。冷箱結構

防爆安全釋放裝置動作期間，同時精餾塔和主冷凝蒸發器發生嚴重的偏流工藝狀態，應立即根據空分裝

置緊急停車程序停止運行，嚴禁相關人員靠近冷箱，并通過遠程低溫液體自動排放閥門，將精餾塔、主

冷凝蒸發器內的液體排放干凈，使精餾塔和其他冷箱設備內維持微正壓。

7.5.1.2DCS操作人員應緊急查看后備液氮應急備用氮氣系統，確保冷箱夾層密封氣氣源穩定及可靠的

氮氣供給。

7.5.1.3工廠緊急啟動應急處理預案，疏散冷箱周圍人員。

7

T/CCGA20004—2021

7.5.1.4DCS做好異常工藝數據收集及記錄。

7.5.2冷箱內工藝管道和設備發生嚴重的泄漏

7.5.2.1當冷箱夾層內工藝管道和設備發生泄漏時，應著手停車，停車后，將設備內部的液體排放干

凈，并保持精餾塔及其他設備內維持正壓，避免珠光砂進入設備內部。

7.5.2.2冷箱停車排液并完成加溫解凍，冷箱夾層內珠光砂按照T/CCGA10004的要求移除后，應對冷

箱內精餾塔設備、換熱器、管道內充入干燥氮氣，吹除進入設備及管道內部的珠光砂。依據冷箱內管道

和設備泄漏的部位，引入外界吹掃氮氣氣源，避免珠光砂被氮氣帶入設備內部，引起更加嚴重的珠光砂

積聚事故。

中國氣體協會官網

8

ICS71.120.99

CCSJ76

CCGA

中國工業氣體工業協會團體標準

T/CCGA20004—2021

低溫冷箱設計和運行安全技術規范

Safetytechnicalregulationofdesignandoperationforcryogenicenclosures

2021-09-30發布2021-10-30實施

中國工業氣體工業協會發布

T/CCGA20004—2021

低溫冷箱設計和運行安全技術規范

1范圍

本文件規定了低溫冷箱的設計和運行安全技術要求，并根據運行涉及的風險要素提供了相關的風險

控制措施。

本文件適用于空分裝置、LNG生產裝置、液氦裝置、液氫裝置等使用的低溫冷箱。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB50007建筑地基基礎設計規范

GB50010混凝土結構設計規范

GB50017鋼結構設計標準

GB50205鋼結構工程施工質量驗收標準

GB50755鋼結構工程施工規范

GB51081低溫環境混凝土應用技術規范

JGJ79建筑地基處理技術規范

JGJ94建筑樁基技術規范

T/CCGA10004珠光砂裝卸操作安全技術規范

T/CCGA90001氧氣和富氧氣氛的火災危險（試行）

T/CCGA90002惰性氣體或缺氧場所的危險

EIGADoc.170低溫冷箱結構的安全設計和運行（Safedesignandoperationofcryogenic

enclosures）

3術語和定義

T/CCGA10004界定的以及下列術語和定義適用于本標準。

3.1

低溫冷箱cryogenicenclosure

通常指將低溫設備及其管道置于一個或多個充填有絕熱材料的箱體，不包含平底貯罐。本文件中簡

稱“冷箱”。

冷箱分為圓柱形冷箱、方形冷箱。

3.2

圓柱形冷箱cylindricalenclosure

圍繞低溫設備和管道的圓柱形腔體。設備一般不會支撐在腔體結構上，而是用分開的支撐系統支撐。

3.3

方形冷箱rectangularenclosure

許多或者所有的設備和管道都是支撐在這些橫梁上的方形結構框架。

面板可以固定在框架內側（朝向絕熱材料）或框架外側（朝向大氣環境）。

3.4

礦渣棉slagwool

利用工業廢料礦渣（高爐礦渣或銅礦渣、鋁礦渣等）為主要原料，經熔化、采用高速離心法或噴吹

法等工藝制成的棉絲狀無機纖維。

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T/CCGA20004—2021

礦