大型空分设备安装技术要求概况.docx

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大型空分设备安装技术要求概况

工厂标准

HTA1107-2003

大型空分设备安装

技术要求

代替

HTA1107-93

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1适用范围

1．1本标准规定了杭州杭氧股份有限公司（简称杭氧）设计、制造的空分设备的安装技术要求。

1．2本标准适用于杭氧设计、制造的切换式流程、分子筛净化吸附式（含增压型）流程、规整填料精馏塔及全精馏制氩流程、氧气（氮气）内压缩流程和液体空分设备流程的空分设备现场安装。

1．3本标准不适用压缩机、透平膨胀机、泵及液化气体贮存系统和稀有气体提取设备及相应的净化系统安装，这些设备、机器的安装，应按各相应的安装标准或技术文件进行。

1．4产品图样和技术文件对产品安装有特殊要求时，应按相应的产品图样和技术文件规定执行。

安装单位可根据本标准要求拟订安装细则。

2规范性引用文件

压力容器安全技术监察规程（原国家质量技术监督局1999年颁布）

GB150-1998钢制压力容器

JB/T4734-2002铝制焊接容器规定

JB/T5902-2001空气分离设备用氧气管道技术条件

HTA5411-2001铝制空分设备安装焊接技术条件

GB50231-1998机械设备安装工程施工及验收通用规范

GB50274-1998制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范

GB50235-1997工业金属管道工程施工及验收规范

JB4730-94压力容器无损检测

HT8009-88金属制件的除油清洗

HT7075-83矿渣棉

HT7012-82膨胀珍珠岩

3冷箱基础

3.1空分塔冷箱基础，除具有足够强度和防止沉陷倾斜等要求外，尚需特别考虑它所承载的设备是处于低温下工作的特点。

3.2冷箱基础所承载的负荷主要由冷箱、平台梯子、阀门、管道、塔器、容器、珠光砂、液体介质等构成。

拟制

周家建

2003.12

标准化组

批准

朱朔元

2004.01

校对

萧晓明

2004.01

徐星

2004.01

实施日期

2004.02.01

审核

周智勇

2004.01

提出单位

杭氧设计院

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3.3冷箱基础表面温度，在正常运行时为+30℃～-90℃，在漏液情况下能达到-190℃。

3.4冷箱基础由基础本体、隔水板、隔冷层和面层所组成。

3.4.1基础本体系采用具有防水和抗冻性能的混凝土。

其抗渗标号不小于B12、抗冻标号不小于MP75，并经设备总重量1.5倍的力预压以防基础偏斜，预压停留时间为7天。

图1

3.4.2隔水板应是焊接或整张的0.5mm紫铜板或0.8～1.0mm不锈钢板。

3.4.3隔冷层为膨胀珍珠岩混凝土。

其厚度不小于300mm，抗压强度不小于7.35MPa,导热系数不大于0.2325W/mK。

3.4.4面层为约50mm厚的细砂混凝土（须掺入5%防水剂），其抗渗标号不小于B12，抗冻标号不小于MP75。

注：

抗渗标号B12，表示混凝土试块能在1.176MPa的水压下不出现渗水现象。

抗冻标号MP75表示混凝土试块经75次冻融循环后，强度降低值小于25%。

3.5基础竣工后其表面应符合下列要求：

3.5.1表面不应有裂纹等缺陷。

3.5.2表面应清洁，不允许夹带木板、油毡等易燃物。

3.5.3表面平面度

。

3.5.4表面水平度

，全长不超过15mm。

3.6基础合格后，按容器平面布置划好容器安装中心线，并标出管口方位。

4单体设备（压力容器、阀门）压力试验和气密性试验

4.1压力容器安装就位前的试验

4.1.1在出厂前，压力容器内的每个通道已充0.02MPa的氮封气，就位前应用1.5级压力表测试氮封压力。

两个以上通道的容器应分别在测试一个通道的压力后将密封氮气放净。

30分钟后再测试另一个通道的压力。

4.1.2多通道容器检测密封氮有疑问或无密封氮时，必须进行压力试验，验证是否有内泄漏。

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在保证期内具有合格证，且包装完好，在安装前，可不再单独进行压力和气密性试验。

4.1.3在保证期外，具有合格证，且包装完好，在安装前须进行气密性试验。

4.1.4没有合格证，或发现设备有损伤，或须在现场作局部更改的压力容器。

在安装前须单独进行强度和气密性试验。

4.1.5严禁用氧气作试压气体。

4.2阀门安装前的检验与调整

4.2.1在保证期内，具有合格证，且密封面完好无损者，在安装前原则上可不再单独进行压力和气密性试验。

4.2.2在保证期内，具有合格证，其密封面有锈蚀、损伤等缺陷，经处理后，须进行气密性试验。

4.2.3在保证期外，具有合格证，且密封面完好无损者，在安装前须进行气密性试验。

4.2.4没有合格证，或发现阀门有损伤等异常现象，在安装前须单独进行压力和气密性试验。

4.2.5凡需现场脱脂、解体检查的阀门在安装前须单独进行气密性试验。

4.2.6自动阀密封面可作工作压力的气密性试验，在0.6MPa压力下，停3分钟，泄漏量小于0.1升/分，经五次放开仍应符合要求。

检验合格后，再把自动阀放入液氮中浸泡15分钟，阀瓣开关应灵活无卡住现象。

如有泄漏超标应作研磨处理。

4.2.7安全阀按成套厂提供的安全阀整定值汇总表的要求，逐只作起跳试验，达到要求后可以铅封，凡安全阀前有截止阀的，其阀须保持全开，并加铅封。

4.2.8气动薄膜调节阀在安装前需作下列几项检查：

4.2.8.1分别按气动和手动方式进行泄漏量检查。

泄漏量按制造厂有关标准规定。

4.2.8.2按规定的气源压力作定位器动作试验，并须符合要求。

4.2.8.3填料函、法兰密封面作泄漏检查，要求不漏。

4.2.8.4气动调节蝶阀，其泄漏量按图样要求。

4.3试验用介质

4.3.1压力试验用水应为清洁的生活用水。

对不宜用水作介质的或结构复杂的容器（精馏塔、板翅式换热器、冷凝蒸发器、吸附器、过滤器等），可用气压试验。

4.3.2气密性试验为干燥无油洁净的空气或氮气。

使用氮气时，应特别注意安全，防止窒息。

4.4试验压力按表1规定。

试验类别

试验压力

试验时间

强度

试验

气压试验

1.15P设且≥100KPa

10分钟

水压试验

1.25P设且≥100KPa

10分钟

气密性试验

1.0P设且≥100KPa

1小时不漏

5清洗和脱脂

5.1所有的压力容器、阀门和管道及其管道附件，在安装前必须是清洁、干燥和不沾油污的。

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5.2凡已有制造厂作过脱脂处理，又未被污染，在安装时，可不再脱脂。

若被油脂污染，则应作脱脂处理。

5.3铝制件（压力容器、阀门、管路）的脱脂，严禁使用四氯化碳（CCl4）溶剂，推荐用四氯乙烯或三氯乙烯溶剂。

溶剂须是无油、无脂。

不允许使用已分解了的溶液。

有机溶液不适用于带有橡胶，塑料或有机涂层的的组合件，有机溶剂有毒、易燃，使用时要注意安全。

除上述脱脂溶液外，尚可用其它方法如碱冼，碱液浓度过高会引起金属锈蚀，特别是铝镁合金等材料。

用于铝镁合金制件的碱液，其PH≤10，清洗温度为70～80℃，碱液清洗后应用清水冲洗制件直至无残留碱性，然后再进行干燥。

管道脱脂后，宜在24小时内进行施焊，并严防二次污染。

脱脂干净与否，可用此紫外线灯直观定性检查，或用其它方法进行检查。

5.4冷箱外部的碳钢氧管道，阀门等与氧气接触的一切部件，安装使用前必须进行严格的除锈、脱脂，可用喷吵（只能用石英砂）、酸洗除锈法或其它高效非可燃洗涤剂，除锈、脱脂后的管道应立即钝化或充干燥氮气。

5.5氧气管道在安装使用前，应将管道内的残留物用无油干燥空气或氮气吹刷干净，直至无铁锈、尘埃及其它脏物为止。

吹刷速度应大于20m/s。

5.6严禁用氧气吹刷管道。

5.7凡与氧气接触的零件表面及运转中的残油，其油脂的残油量不得超过125mg/m2。

6冷箱的安装

6.1冷箱基础框架分为框架型和非框架型两种。

框架型的框架顶面的水平度不应超过1/1000。

框架各型钢应成垂直放置。

非框架型的冷箱各底板应保持在同一水平面，其水平度同样不应超过1/1000。

6.2在安装冷箱板时相邻两面可在地面上预拼装成整片或角型。

每片对角线长度误差及四边垂直度误差按表2规定。

表2mm

尺寸

允许公差

≥1000～2000

±3

＞2000～4000

±4

＞4000～8000

±5

＞8000～12000

±6

＞12000～16000

±7

＞16000～20000

±8

＞20000

±9

6.3基础框架与骨架型钢间可用薄钢板衬垫来调整箱板上端面水平。

所衬垫的钢板，其宽度应与相应的型钢尺寸相同。

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6.4骨架间的安装螺母与螺栓应点焊牢。

骨架间的型钢其内侧为间断焊，间距150mm，焊缝长50mm。

其外侧为连续密封焊（图2）。

整个冷箱外的连续焊必须保证冷箱的气密性要求。

图2

6.5下部冷箱板安装完毕，并再次校正无误后，即可进行基础框架灌浆。

在灌浆时，混凝土要用振动器搅动，使所有的空穴填满混凝土（见图3）

图3

6.6无基础框架的冷箱，安装前，在保证冷箱底板在同一平面的水平度不大于1/1000时，对冷箱底板进行二次灌浆，当二次灌浆层完全干燥后，方可进行冷箱安装，安装方法与6.3条相同。

6.7对二次灌浆一般要求

6.7.1灌浆一般宜采用细碎石混凝土（或水泥砂浆）其标号至少应比基础的混凝土标号高一级。

6.7.2灌浆前应使框架底面或底板底面保持清洁，油污、泥土等杂物必须除去。

6.7.3灌浆层应紧密粘合在基础面上，灌浆前应清除地脚螺栓孔中的垃圾，基础面上需粘住

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灌浆层之处应凿成麻面，被油污的混凝土应予凿除，并用水全面刷洗洁净，凹穴处不得留有积水。

6.7.4灌浆时应捣固密实，捣固时不得撞动框架或底板、垫铁或地脚螺栓，防止影响安装精度。

6.7.5框架外缘的灌浆层应平整美观，高度应高于框架或底板底面。

灌浆层应有坡度，防止油、水的流入和密封气的泄出（见图4）

图4

6.8冷箱安装垂直度偏差≤

，且冷箱总高垂直偏差不得大于20mm，或按图样要求。

7.压力容器的安装

7.1上塔上段的封板和纯氮出口管帽，粗氩塔II冷凝器粗氩出口管帽，必须在地面上切除，清除干净铝屑后用干净白布或塑料布包扎后才能吊装就位。

在吊装铝制压力容器和铝制管路时，应采取保护措施，以防止损伤表面，如索具外套橡皮管，索具间用支撑撑开（见图5）。

图5

7.2　下塔（已与冷凝器复合）的吊装应用随机吊耳。

就位后，用铅垂线在塔四周检查其垂

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直度。

若不垂直，可在其底座下面衬垫薄钢板。

其尺寸应与支架面宽度相近。

垂直度允差不大于0.5/1000（指下塔精馏塔板有效段，不包括主冷凝蒸发器）。

垂直度找准后，垫铁应与下塔支架面焊牢以免垫铁移动。

7.3上塔的安装。

7.3.1上塔与主冷凝器组装焊接

7.3.1.1用风动（电动）工具割去试压盲板（或封头），用机械方法清理焊接区。

7.3.1.2按图6加工坡

（δ≤б时）（δ≥б）

图6

7.3.1.3现场准备

脚手架必须安全牢固，脚手架平面至焊缝的高度以1400mm左右为宜；4台手工氩弧焊机；预热用的乙炔发生器及氧气瓶；用于筒体内的通风设施。

7.3.1.4焊工应为按JB/T4734-2002的规定经考试合格者。

7.3.1.5组对定位焊及正式焊接均采用两人同时双面横焊，δ≥8mm时复盖层可采用单人焊接。

7.3.1.6组对定位焊必须保证板边错边量及塔体垂直，上塔垂直度允差1/1000（指上塔精馏塔板有效段）。

7.3.1.7焊接环境

定位焊及正式焊接不得在雨（雪）天或相对湿度80%以上的环境下进行。

环境温度在5℃以下时冷箱内应有加温措施。

7.3.1.8焊接预热

当上塔与主冷壁厚不大于6mm时，应预热至～100℃。

当壁厚大于等于8mm时应预热～150℃。

7.3.1.9焊接顺序

根据定位焊后塔体可能引起的垂直度及塔板水平度变化确定（即利用焊后变形来进一步

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矫正垂直度及水平度）。

7.3.1.10焊接检验

焊后经外观检验后须对焊缝作100%X射线检查，并应符合JB4730-94Ⅲ级标准的规定。

7.3.1.11焊缝返修

如焊缝经X射线检查不合格而需返修时，应用机械方法清除缺陷后补焊，返修不应超过二次。

7.3.1.12返修二次以上应得到安装单位总工程师批准才可进行。

7.3.2环缝焊接合格后，随即用上塔支架固定，在固定的同时，再次校正垂直度，其允差为1/1000。

但在总高范围内不超过8mm。

7.3.3分段出厂的规整填料上塔和氩塔现场组装焊接要求应按相应产品图样规定执行。

粗氩塔II和精氩塔在组对时，应以塔体校垂直为原则。

7.4可逆式换热器或主换热器按大组吊装就位后，垂直度允差1.5/1000，且在总高范围内其垂直度允差应小于10mm。

7.5污氮液化器、氧液化器等需与其支架装好后，再往上吊。

7.6自动阀箱与管道焊接前需设置临时支架。

7.7其它塔设备（如粗氩塔、精氩塔、一氪塔、二氪塔、氖氦塔等）的安装，其垂直度允差为不大于0.5/1000。

7.8冷箱内之其它容器。

在安装时应注意事项。

7.8.1液空吸附器和液氧吸附器中的吸附剂，可在冷试结束后，正式开车前装入。

在装入前必须对吸附剂过筛。

吸附剂的活化处理，可待吸附剂装入容器后在器内进行。

其活化操作按空分设备使用维护说明书有关规定进行。

7.8.2各容器管口在接管前，应用干净的白布扎口，以免油脂污物进入。

7.8.3在冷箱内和在冷凝蒸发器内进行施焊时，严禁火焰或电弧击伤容器及管道表面。

7.8.4冷箱内的容器、阀门、管道及相应的支架、冷箱内表面以及基础表面待安装结束后，均不得沾有油脂，否则应进行去油处理。

8.阀门的安装

8.1冷箱内阀门，应在所有容器就位后，管路安装前进行安装就位。

8.2冷箱内的冷阀应与其相应的支架同时安装。

低温液体阀之阀杆应向上倾10～15°。

当管道与阀体焊接时，要先把阀门关闭。

采取降温措施，使得焊接时阀体温度不高于200℃，以免阀门密封件变形，影响阀门正常使用。

8.3阀门安装时，应注意阀体上箭头方向，它应与介质流动方向一致。

在特殊场合下，某些冷角式截止阀、冷箱外的直通加热阀，使其方向相反（按工艺流程图上的标记）即所谓的阀门反装。

如加热进口阀、液空、液氧吸附器出口阀、循环氩泵出口阀、内压缩流程液氧泵出口阀、透平膨胀机出口阀等。

反装

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8.4切换阀安装时，其转轴要处于水平位置，法兰螺栓应均匀地交叉拧紧。

凡用过的或生锈的螺栓不得再使用。

8.5与阀门相连的管道在安装前，应彻底地清除脏物、灰尘及其它外来机械杂质，防止损坏阀门的密封面。

8.6安装后的阀门启闭应灵活，管道连接后及冷试过程中都要对阀门启闭状态进行检查，不得有卡住现象才算合格。

8.7遥控阀门在安装后，应严格校核指令讯号与阀门执行机构动作是否同步：

“全开”、“全关”位置是否正确，并记录开度指令与阀门实际开度的关系。

8.8凡带有套筒的冷角阀，在冷试过程中，需用专用工具紧固法兰螺栓。

8.9低温气动薄膜调节阀，在冷试过程中亦需用专用工具紧固法兰螺栓。

9管道的安装

9.1冷箱内管道的安装

9.1.1管道安装应按照管道图进行。

在一般情况下，不能任意更改管道走向。

9.1.2管道在安装前，应做好一切准备工作。

检查容器方位（即管口方位）、阀门进出口的方位是否正确。

管件应彻底清洗干净，并严格脱脂（可用紫外线灯作宏观定性检查表面油脂，应无亮点）。

同时开好焊接坡口等，焊管焊接之前很短时间内，必须用清洁不锈钢丝刷。

为减少冷箱管道焊口，可根据塔内管道图和单线图在清洁的厂房内预制。

而后进行最终配制。

对箱内铝管道预制的要求如下：

a.预制场地必须垫有橡胶板或木板，且不得与黑色金属地同一场地加工；

b.严禁金属硬物，如橇棒、榔头等甩在铝管道上；

c.工作人员的工作服、手套必须是干净的，不得有油迹；

d.敲击工具应选用木质、、紫铜或硬橡胶榔头；

e.搬运或吊装时钢丝索与产品接触部分应包橡皮等软物；

f.清洗后的管道或零件应存放在干燥处，远离酸盐碱类，以防腐蚀；

g.在制作过程中，应轻搬、轻放，不可在地上翻滚、手拖，防止管道损坏；

h.工件焊接时，电缆搭铁不允许随意乱搭在工件上，应做专用工具，不允许在管道上引弧。

9.1.3配管原则

先大管，后小管；先下部，后上部；先主管；后辅管。

若遇相碰时，以小管让大管为原则。

9.1.4加热管道与低温液体管道、液体容器壁面的平行距离不小于300mm。

交叉距离应不小于200mm。

9.1.5管道外壁与冷箱型钢内壁距离应符合下列要求：

低温液体管不小于400mm；

低温气体管不小于300mm。

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9.1.6管道的间距应考虑管道的工作状态如管内液重和珠光砂压力有温度变化引起的管道

的位移等因素，因此要求一般管道安装间距应≥100mm。

9.1.7管道在施焊前需自然对准。

绝不允许借助机械和人力强行对准，以免增加对接应力。

9.1.8凡铝管壁厚δ≥5mm，口径DN大于或等于80mm管径（DN≥80mm），对焊处均须加嵌不锈钢衬圈。

Φ12×2和Φ18×2铝管加外套管环角焊。

9.1.9冷箱内低温流量孔板、容器支架、管架、阀架等设备，在安装前，与其相配的铝合金螺栓或不锈钢制螺栓，其螺纹部分应先涂一层聚四氟乙烯橡胶喷剂或二硫化钼润滑剂，以免咬死。

9.1.10在安装中，若配管不能连续进行时，各开口处务必加盖或用塑料布包扎。

9.1.11在流量孔板前后，须有足够的直管段。

孔板前为20倍管径，孔板后为10倍管径，且不允许存在影响测量精度的因素（如管接头等）。

其管道焊缝的内表面亦应磨平，垫片不可伸入管子内径。

并要仔细检查孔板的安装方向，不得装反。

9.1.12安装铝管的工具设备不得生锈。

钢刷要用不锈钢刷。

9.1.13切换系统管道的纵向轴线要成直线，法兰间的距离要与切换阀的安装尺寸相一致。

9.1.14带V形槽的法兰

9.1.14.1配V形槽的密封圈，在安装前须进行清洗并检查有无损坏、变形等缺陷。

已用过的密封圈不得使用。

属临时安装的，在最后组装时必须更换。

9.1.14.2法兰上的螺栓要均匀地交叉进行拧紧，使其密封表面保持平整。

9.1.14.3铜质密封圈应是软状态，现场应作退火处理，可将密封圈中加热至约+600℃～+700℃左右，然后马上放到水槽中冷却，所产生的氧化膜要去除。

9.1.14.4对于铝制法兰与钢制或黄铜制法兰配对使用时，要求配用镀锡铜质密封圈，其镀锡工作可在现场进行。

9.1.15凡用隔热套管保护的氧、氩、氮等液体产品的管道，应先预制内部管道，并经射线检查和压力试验，合格后再装隔热套管。

9.1.16在配穿过隔板之管道，应予先套入帆布套。

9.1.17要保证从液槽至泵至汽化器之管道须有一定的坡度，并符合图样要求。

9.1.18冷箱内管架的设置：

应保持被设管架的管道有足够的稳定性，不能随便晃动，且要考虑到管道的热胀冷缩及自补偿，并按照管架图的要求进行。

9.1.19测量管线的安装

9.1.19.1所有测量管路在安装前，经试压后，清洗、脱脂干净才可进行安装。

9.1.19.2当测量管路与测量仪表相连时，管路均应向上铺设。

9.1.19.3所有测量管路和低温电缆在安装时，均应安置在托架内，并用带子扎牢或用夹钳固定，但不允许焊接固定。

且托架的设置，应避免积水。

垂直安装的托架（见图7），水平托架（见图8和图9）。

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图7

图8

9.1.19.4所有管路的托架须从头至尾非常牢固并能承受绝热材料的载荷及温度变化所产生的形变。

图9

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9.1.19.5分析管、压力测量管的安装

a.阀门高于测点的安装（见图10）

图10

b.阀门低于测点的安装。

液相（见图11），（见图12）。

图11图12

c.液氧、液空C2H2快速分析，阀门高于测量点（见图13），阀门低于测量点（见图14）。

图13图14

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9.1.19.6液位测量管的安装

a.液位气相侧管的安装（见图10和图12）；

b.液位液相侧管，当阀门高于测量点（见图15），当阀门低于测量点（见图16）。

9.1.19.7流量测量管的安装

图15

a.气态流量测量管的安装（见图10和图11）；

b.液态流量测量管的安装（见图17）。

图16图17

9.1.19.8要求冷箱内测量管道安装在满足以上要求前提下，应注意管道的排列整齐美观，管路走向清晰，易于检查辩认。

9.1.20加温吹除管的安装

9.1.20.1应避免与其它各种管道和支架等接触，其外壁间距离一般不小于200mm。

9.1.20.2配管方法与计器管路的配管方法相同。

9.1.21铝制管道现场施焊的焊缝X射线探伤的规定按HTA5411执行。

9.1.22冷箱内的计器管线及安装于冷箱板的根部阀，都要在开始安装前作好标志，以免装错。

每一管线装好后，应立即对照工艺流程图进行检查。

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9.2冷箱外管道的安装

9.2.1冷箱外管道的安装，可依据于设备制造厂提供的冷箱外管道图和有关工业管道安装的国家标准和规范进行。

对于重量较重的阀门，可用小型起吊工具，临时予以支承。

等配管好后用固定支架支承。

9.2.2液体排放总管在安装时应设置补偿部位。

9.2.3铝管引出冷箱与之配焊的压板其密封圈不得漏装。

9.2.4切换式流程其切换系统中的四根交换管道，若板式热端不是外露者，以先套入防震套后再行对接。

9.3空气预冷系统的安装

9.3.1空冷塔安装过程中，塔体严禁动火。

9.3.2空冷塔安装后，垂直度要求不大于1/1000，全长范围不得超过10mm。

9.3.3空冷系统安装就绪后，以工作压力对整个系统作气密性试验，保压时间应不少于2小时，同时对焊缝、法兰连接进行检查，不得渗漏。

9.3.4喷淋式空冷塔投入运行前（单机试车时）应拆除塔内所有喷嘴，开泵冲洗管道，待干净后再装上。

9.3.5配分子筛流程的空冷塔的上部和水冷却塔整体、及空气出口管道和污（纯）氮进水冷却塔管道、及冷冻水管路、水泵等均应有保温措施。

9.3.6对需加防冻措施的测点，如液位计、液位调节器在冬季有加温解冻措施，以防止冻结而使控制失灵。

9.3.7水过滤器在单机试车后，应拆洗一次，然后投入正常使用。

9.3.8冷冻机组安装应按