TCCGA 10009 液氦集散站设计和运行安全技术规范

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液氦集散站设计和运行安全技术规范

1范围

本规范适用于存储规模小于或等于300m³陆上新建、扩建和改建的液氦集散站工程的设计。

液氦集散站的工程设计除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

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。

GB8978污水综合排放标准

GB/T24925低温阀门技术条件

GB/T31480深冷容器用高真空多层绝热材料

GB50016建筑设计防火规范

GB50034建筑照明设计标准

GB50052供配电系统设计规范

GB50057建筑物防雷设计规范

GB50058爆炸和火灾危险环境装置电力设计规范

GB50582室外作业场地照明设计标准

GB55037建筑防火通用规范

GB50974消防给水及消火栓系统技术规范

T/CCGA20008液氦生产系统安全技术规范

T/CCGA20015液氦贮罐安全使用技术规范

T/CCGA20016液氦罐式集装箱安全使用技术规范

T/CCGA20017液氦杜瓦安全技术要求

T/CCGA90002惰性气体或缺氧场所的危险

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

液氦集散站liquidheliumlogisticscenter

对液氦进行接收、存储、分装或外输，蒸发气再液化等作业的场所。

3.2

日蒸发率dailyboil-offrate

储罐因漏热产生的日蒸发量与储罐总容量的百分比。

3.3

液氦充装系统liquidheliumloadingandunloadingsystem

将液氦通过压力传送或重力流等方式充装到杜瓦或者罐式集装箱的生产系统。

3.4

氦气压缩机heliumcomprewssor

将低压氦气提升为高压气体的一种从动的流体机械。

4站址安全

3

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4.1在进行区域规划时，应根据液氦集散站及其相邻工厂或设施的特点，结合地形、风向等条件，合

理布置。

4.2液氦集散站应远离人口密集区、饮用水源地、重要交通枢纽等区域，并宜位于邻近城镇或居民区

全年最小频率风向的上风侧。

4.3液氦集散站沿江河岸布置时，宜位于邻近江河的城镇、重要桥梁、大型锚地、船厂等重要建筑物

或构筑物的下游。

4.4选择站址时应避开地质灾害易发区，如有危岩、泥石流、岩溶发育、滑坡的地段和发震断裂地

带等。

4.5液氦集散站站址的确定应符合GB50016和GB55037有关防火间距的规定。

5总图与运输

5.1总平面布置

5.1.1液氦集散站总平面应根据生产流程及各组成部分的生产特点和建筑火灾危险性，结合地形、风

向等条件，按功能分区集中布置。各功能区布置紧凑并与毗邻功能区相协调，宜留有扩建的余地。

5.1.2办公区宜布置在液氦集散站地势较高处，并宜位于液氦贮罐最小频率风向的下风侧。

5.1.3液氦集散站的生产区应避免布置在低洼地带等不良通风场所。

5.1.4液氦贮罐宜布置在站场常年最小频率风向的上风侧。

5.1.5设置液氦贮罐的场所应通风良好，并不得安装在室内。

5.1.6液氦贮罐区域宜设围墙或栅栏和防撞设施，并设有安全标识。

5.1.7站场集中放散管应布置在生产区最小频率风向的上风侧。

5.1.8液氦集散站四周宜设不低于2.2m的围墙或围栏。道路与围墙（栏）的间距不应小于1.5m，生产

建（构）筑物至围墙（栏）的间距不应小于5m。

5.1.9液氦集散站站内防火间距应符合现行国家标准GB50016和GB55037的规定。

5.2厂内道路

5.2.1液氦集散站至少应有两个通向外部道路的出入口。

5.2.2液氦集散站内消防车道布置应符合下列要求：

1）液氦集散站内占地面积大于3000m2工艺装置或建筑物宜设环形车道，确有困难时，应沿建筑物

的两个长边设置消防车道；

2）消防车道的宽度不应小于4m，路面上的净空高度不应小于5.0m；

3）转弯半径应满足消防车转弯的要求；

4）消防车道与工艺装置或建筑物之间不应设置妨碍消防车操作的树木、架空管线等障碍物；

5）消防车道距离工艺装置或建筑物外墙不宜小于5m。

5.2.3氦气充装区内道路的路面宽度不宜小于6m，若为单车道时，应有往返车辆错车通行的措施。

6工艺系统

6.1液氦集散站的工艺系统设计应符合安全环保要求，并满足液氦集散站的正常生产、开停车和检维

修要求。

6.2液氦集散站应设置蒸发气处理系统，收集液氦贮罐及管道漏热、装卸车等正常操作所产生的的蒸

发气。

6.3液氦集散站应设有液氦充装系统，并应符合下列要求：

1）液氦充装管道应具备良好的绝热性能；

2）液氦管道上任意两个可同时关断的阀门之间应设置安全阀；

3）液氦充装连接管道上应设置氦气吹除置换口，管道连接后，应可进行吹扫置换，确保空气、氮

气等杂质不进入被充装容器；

4）液氦充装点处，液氦罐式集装箱的放气阀可与放空管道连接；

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5）充装设施应设置远程紧急关断阀门；

6）液氦充装应具备流量或充装量计量的手段。

6.4液氦集散站存储系统应符合下列要求：

1）液氦集散站应设置液氦贮罐作为存储设备，储罐总容积满足区域内应急和调峰储备

需求；

2）液氦贮罐应符合T/CCGA20015的要求,具备良好的绝热性能，满足正常生产要求；

3）液氦贮罐的日蒸发率不宜超过0.5%（重量分数）。

6.5液氦集散站应设置蒸发气放空回收系统，蒸发气系统超压后排放至放散管。

6.6氦气蒸发气再液化系统应符合下列要求：

1）氦气蒸发气再液氦装置的规模根据液氦存储设备和管路系统的吸热蒸发量及装卸车操作过程产

生的蒸发气量合理确定；

2）氦气蒸发气再液化的工艺流程、设备和阀门选型根据现场条件和处理规模合理确定；

3）氦气蒸发气再液化系统,应符合T/CCGA20008的要求。

6.7液氦集散站应设置独立的放空排气设施，并应符合下列规定：

1）排放液氦、低温氦气时，应确保放空过程保持正压；

2）不应将压力等级不同的氦放空管连通到同一放空系统上；

3）液氦饱和蒸汽流速不应超过16m/s，单相流氦气排放速度宜低于100m/s；

4）应通过固定放空管向高空排放，放空管的高度应高于附近20m范围内的平台或建筑顶2.2m

以上；

5）放空管应设防空气倒流和雨雪侵入、水汽凝集、冻结和外来异物堵塞的装置。

6.8集散站液氮供应方式根据集散站储存规模、液氮和氮气需求量等，并经过技术经济比较后确定。

7设备

7.1液氦贮罐的设计、制造、检验、验收应符合T/CCGA20015及相关标准规范的规定。

7.2液氦罐式集装箱应符合T/CCGA20016的要求，液氦杜瓦应符合T/CCGA20017的要求。

7.3氦气压缩机安全保护装置的设置，应符合下列规定：

1）压缩机出口与第1个切断阀之间，应设安全阀；

2）压缩机进、出口应设高低压报警和超限停机装置；

3）润滑油系统应设油压过低或油温过高的报警装置；

4）压缩机的冷却水系统应设温度或压力报警和停机装置；

5）压缩机进、出口管路应设有置换吹扫口。

7.4氦气输送用压缩机的选型、技术参数，应符合下列要求：

1）压缩机的排气量，应根据最大小时氦气输送量、供气特性和进气压力、排气压力等确定；

2）应按输送的氦气纯度要求，合理选择压缩机类型，对于纯度等于或高于99.99%时，宜采用无油

润滑氦气压缩机等；

3）氦气压缩机台数不宜少于2台，连续运行的活塞式氦气压缩机宜设置备用机。

7.5高纯氦气的充装宜采用隔膜式压缩机或无油压缩机。

8管道阀门及附件

8.1管道及其附件的设计应符合相关国家标准和特种设备安全技术规范的规定。

8.2低温阀门的技术要求、试验方法、检验规则等应符合GB/T24925的相关规定。

8.3应按照低温阀的功能以及阀门所处位置确定阀门的绝热形式。

8.4低温阀门应具有良好的密封性能，在低温环境下状态灵活。

8.5设计、安装液氦管道，应采取避免液氦在管道内、阀门前后积存的措施。

8.6液氦及低温氦气管道的阀门应符合下列规定：

1）液氦及低温氦气管道的切断阀，宜采用真空绝热的球阀、截止阀，且为加长阀杆型；

2）阀门的所有材料应与氦具有良好的相容性，阀体应采用奥氏体不锈钢；

3）低温阀内腔的流道应畅通，确保吹除和置换顺利进行，结构复杂的低温阀应设置吹除口。

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8.7低温液体管道应具备防止管路升温而造成超压的措施。液氦气化器管道及壳体应设置超压泄放装

置，其泄放量应满足由于事故造成液氦大量汽化的事故状态。

8.8两个切断阀之间的液氦及低温氦气管道应设安全泄放阀，其整定压力应大于液氦贮罐内容器安全

泄放装置的整定压力，且不应高于此段管道的设计压力。

8.9安全阀的安装及出口管道设计应考虑防止雨水、凝结液倒流，使泄放气体安全排空。

8.10真空绝热管道或非真空绝热管道的设计压力应符合下列规定：

1）内管的设计压力不应小于最高工作压力的1.10倍，且不应小于液氦贮罐内容器的计算压力；

2）两个切断阀之间的管道设计压力不应小于安全泄放阀的整定压力；外管的设计压力不应低于

0.1MPa，且不低于夹层安全泄放阀的整定压力。

8.11管道的绝热方式、绝热材料的选择、绝热层厚度的选取，应根据介质温度、冷损要求等确定。真

空绝热管道宜采用多层绝热材料，主要技术性能应符合GB/T31480的要求；非真空绝热管道的主要技术

性能应符合GB/T8175的要求。

8.12液氦及低温氦气管道应满足管系柔性设计要求，当自由补偿不能满足要求时，可设置波纹补

偿器。

8.13液氦及低温氦气管道的连接应采用焊接或真空接头连接，接头应密封可靠。

9仪表及自动控制

9.1一般规定

9.1.1仪表自动控制系统的设置应根据装置规模、工艺特点、运行要求等因素，做到经济合理、技术

先进、安全可靠。

9.1.2自控设备应能适应集散站所在环境条件，并应符合使用环境的防护等级要求。

9.2自动控制

9.2.1控制系统硬件和软件应符合国家现行有关标准或相关国际标准的规定。

9.2.2液氦集散站宜选用集散控制系统（DCS）或可编程序控制系统（PLC）等数字控制系统，控制系

统的硬件、软件配置应与生产规模和控制要求相适应。

9.2.3控制系统应能对装置进行实时监控，自动采集和处理工艺变量数据，实现故障报警和联锁保护，

并应具备连续过程控制、顺序控制、批量控制等功能。

9.2.4液氦集散站应评估设置安全仪表系统的必要性，安全仪表系统宜为故障安全型，具有紧急停车、

安全联锁等功能，能在事故状态下使装置处于安全状态。

9.2.5重要的第三方设备（包括压缩机、空分装置等），其数据应统一接入集散站自动控制系统，进

行集中监控和运行管理。通讯接口宜采用标准串行或以太网接口，联锁控制信号应采用硬线方式连接。

9.2.6控制系统及现场仪表应由不间断电源进行供电，后备时间应不小于正常停车所需的时间。

9.3测量仪表

9.3.1液氦集散站的工艺系统测量仪表的型号规格宜协调一致。

9.3.2仪表选型应符合GB50058的有关规定。

9.3.3现场关键位置的检测仪表应分别设置就地、远传两种形式的仪表，远传信号采用模拟信号或通

讯方式接入自动控制系统。

9.3.4液氦贮罐的液位连续测量宜采用冗余的差压式液位测量仪表，并在系统中设置高低液位报警

值，远传显示宜换算成标准液位。

9.3.5低温位置的温度检测，探测器与变送器宜采用分体式安装，测点位于箱体、设备内部或其他不

便于维检修的位置时，宜采用双支型传感器。

9.3.6在集散站内可能出现欠氧、过氧的有人员进入活动的场所，应按T/CCGA90002要求设置氧气探

测器.探测器宜采用电化学式。

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9.4紧急切断装置应符合下列规定：

a）液氦贮罐应设置溢流紧急切断阀；

b）紧急切断阀应具有现场和远程操作，紧急切断阀应仅能手动现场复位。

10公用工程及辅助设施

10.1供配电

10.1.1液氦集散站的供电按现行国家标准GB50052规定的负荷分级，除中断供氦将造成较大损失者

外，宜为三级负荷。

10.1.2供电电压应根据液氦集散站所在地区的供电条件、用电电压及负荷等级、传输距离等因素

确定。

10.1.3当单台电机安装容量在250kW及以上时，宜以10kV供电。

10.1.4液氦集散站内控制、仪表、通信等重要负荷，应采用不间断电源供电，蓄电池后备时间不宜小

于1h。

10.1.5液氦集散站的照明应符合下列规定：

a）室内照明应符合国家标准GB50034的有关规定，室外照明应符合先行国家标准GB50582的有关

规定，照明灯具宜采用LED灯；

b）控制室、值班室、仪表机柜间及消防等重要场所应设应急照明；

c）人员活动场所应设置安全疏散照明，人员疏散出口和通道应设置疏散照明。

10.1.6雷电防护应符合国家标准GB50057的有关规定。站内防雷接地、防静电接地、电气设备的工作

接地、保护接地及信息系统的接地等宜共用接地装置，接地电阻不应大于4Ω。

10.2液氦集散站外排的废水，应符合现行国家标准GB8978的规定，地方有严格要求时，应按地方标

准执行。

10.3液氦集散站内液氦贮罐与工艺设备区的消防系统设计，参照GB50974中冷冻式或压力式液化烃储

罐及相关要求进行设置。

10.4液氦集散站的建（构）筑物消防设计，应符合现行国家标准GB50016的规定。

11安全运行技术要求

11.1液氦罐式集装箱，应按规定位置停放，车辆停稳后，应在车轮处放置挡块，避免车辆滑动，防止

车轮滑动从而导致连接软管以及汽化器受到损伤，产生液氦泄露。

11.2应实时监测储罐压力、液位或真空度，防止储罐运行参数超标而导致储罐内气压持续上升甚至突

破储罐临界值，导致储罐破裂的严重安全事故。

11.3对于可能发生氦气、氮气等惰性气体富集的区域，应设置警示标志，并采取相应的安全预防

措施。

11.4有窒息危险的区域应保持良好通风，并在操作人员进入前进行氧含量分析，在平原地区，氧含量

应在19.5～23.5%之间。

11.5带压的容器和管道应配有防超压的安全设备(安全阀、爆破片等)，安全设备应保持在正常状态。

应定期检查安全阀的起跳压力，必要时重新调整。

11.6做好岗位人员的安全技术培训，定期进行液氦集散站工艺流程、设备的结构及工作原理、岗位操

作规程、设备的日常维护及保养知识的培训，做到应知应会。

11.7建立各岗位的安全生产责任制度，设备巡回检查制度。

11.8建立事故符合工艺要求的各类原始记录，包括卸车记录、液氦贮罐储存记录、中心控制系统运行

记录、巡栓记录等，并切实执行。

11.9建立事故应急抢险救援预案，对抢先救的组织、分工、报警、各种事故（如液氦少量泄漏、大量

泄漏等）的处置方法等，并定期进行演练，形成制度。

11.10编制详细的设备操作规程，加强设备的日常安全检查与考核。

11.11强化设备的日常维护和巡回检查，重点检查液氦贮罐是否存在结霜、冒汗情况，真空度是否符

合要求，安全附件是否完好，低温阀门是否有泄漏，基础是否牢固等。

7

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11.12对各种设备、工艺管线上的安全阀、压力表、温度计、液位表、压力变送器、差压变送器、温

度变送器、连锁装置、防雷、防静电设施等委托有相应检验资质的单位定期进行检验。

11.13配置防护用品，为有可能接触液氦的操作人员配备防冻手套、防护服、正压空气呼吸器等防护

用品。

11.14逐步应用现代化的管理手段和方法，加强集散站的安全技术管理。

8

ICS点击此处添加ICS号

CCS点击此处添加CCS号

CCGA

中国工业气体工业协会团体标准

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液氦集散站设计和运行安全技术规范

SafetyTechnicalregulationfordesignandoperation

ofliquidheliumdistributionterminal

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国工业气体工业协会发布

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液氦集散站设计和运行安全技术规范

1范围

本规范适用于存储规模小于或等于300m³陆上新建、扩建和改建的液氦集散站工程的设计。

液氦集散站的工程设计除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

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。

GB8978污水综合排放标准

GB/T24925低温阀门技术条件

GB/T31480深冷容器用高真空多层绝热材料

GB50016建筑设计防火规范

GB50034建筑照明设计标准

GB50052供配电系统设计规范

GB50057建筑物防雷设计规范

GB50058爆炸和火灾危险环境装置电力设计规范

GB50582室外作业场地照明设计标准

GB55037建筑防火通用规范

GB50974消防给水及消火栓系统技术规范

T/CCGA20008液氦生产系统安全技术规范

T/CCGA20015液氦贮罐安全使用技术规范

T/CCGA20016液氦罐式集装箱安全使用技术规范

T/CCGA20017液氦杜瓦安全技术要求

T/CCGA90002惰性气体或缺氧场所的危险

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

液氦集散站liquidheliumlogisticscenter

对液氦进行接收、存储、分装或外输，蒸发气再液化等作业的场所。

3.2

日蒸发率dailyboil-offrate

储罐因漏热产生的日蒸发量与储罐总容量的百分比。

3.3

液氦充装系统liquidheliumloadingandunloadingsystem

将液氦通过压力传送或重力流等方式充装到杜瓦或者罐式集装箱的生产系统。

3.4

氦气压缩机heliumcomprewssor

将低压氦气提升为高压气体的一种从动的流体机械。

4站址安全

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4.1在进行区域规划时，应根据液氦集散站及其相邻工厂或设施的特点，结合地形、风向等条件，合

理布置。

4.2液氦集散站应远离人口密集区、饮用水源地、重要交通枢纽等区域，并宜位于邻近城镇或居民区

全年最小频率风向的上风侧。

4.3液氦集散站沿江河岸布置时，宜位于邻近江河的城镇、重要桥梁、大型锚地、船厂等重要建筑物

或构筑物的下游。

4.4选择站址时应避开地质灾害易发区，如有危岩、泥石流、岩溶发育、滑坡的地段和发震断裂地

带等。

4.5液氦集散站站址的确定应符合GB50016和GB5503