當前位置：優(yōu)秀的實驗室供氣系統(tǒng)是實驗室儀器設(shè)備正常工作的基礎(chǔ)，以下內(nèi)容分析和優(yōu)化了實驗室集中供氣的好處。實驗室供氣體系設(shè)計要考慮多方面的因素，如氣瓶室、管道敷設(shè)、選材、管道連接、安全技術(shù)要求等，要有針對性，安全要放在首位，要根據(jù)室內(nèi)燃氣供給的不憐憫況進行綜合規(guī)劃。討論了實驗室集中供氣體系的設(shè)計，為實驗室的規(guī)劃設(shè)計提供參考。
實驗室集中供氣體系以其操作簡單、氣流穩(wěn)固、使用安全、運行費用低等好處，成為目前使用較多的當代供氣體例。它重要由氣源轉(zhuǎn)換、供氣管道、壓力調(diào)節(jié)、用氣點、監(jiān)測報警等部分組成。實驗室供氣體系安裝涉及到管道布置、材料質(zhì)量和規(guī)格的選擇、各階段的安裝步驟和要求、工程驗收等方面，優(yōu)秀的實驗室集中供氣體系的設(shè)計應同一考慮使用氣體的安全性、便利性、以及管理和維護等題目，同時應考慮實驗室將來的發(fā)展需求，對于特別氣體還應考慮特別的技術(shù)解決方案。實驗室集中供氣體系的設(shè)計必要綜合規(guī)劃，并結(jié)合用戶的現(xiàn)實情況，按照相干標準和規(guī)范進行設(shè)計。
一、集中供氣的上風。
在實驗室中，某些儀器或設(shè)備的工作必要各種不同的氣體供給，通常使用的氣體有高純氧、氮、氬、氫、氦氣、甲烷、乙炔、二氧化碳，以及混合氣體等，甚至有些設(shè)備中也可能使用有毒有害氣體。一些氣體被用來作為儀器的驅(qū)動控制，例如壓縮空氣。實驗用氣體例有兩種：
1.傳統(tǒng)的分散式氣瓶供氣，這種氣瓶供氣體例是將氣瓶分別配置在各儀器設(shè)備上，以知足各儀器設(shè)備的不同必要。
2.以儲氣罐、杜瓦瓶、氣體發(fā)生器等為氣源，配置氣體發(fā)生體系或主動開關(guān)或手動開關(guān)等體系，實現(xiàn)氣體的延續(xù)供給，通過不銹鋼耐壓管道將氣體送至用氣方，各端口的壓力和流量可按儀器要求分別控制，知足各種儀器的使用要求。實驗實供給體系的重要上風表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.穩(wěn)壓結(jié)果優(yōu)秀。通過二級減壓或多級減壓，可以實現(xiàn)集中供氣，取得較好的穩(wěn)壓結(jié)果。比如，體系二級減壓后，加上儀表內(nèi)部的調(diào)壓裝配，可以說是三級穩(wěn)壓，氣源在儀表一級減壓后，管路上保持較高的壓力，便于長距離管道輸送，在儀表前端采用二級低壓減壓閥，將壓力調(diào)節(jié)到儀表工作范圍內(nèi)，再將壓力調(diào)節(jié)到儀表內(nèi)部，進入儀表的氣體就能確保達到儀表使用要求。
2.保證氣體的純度。載氣通過大型儲罐(液壓)和輸送管道輸送到儀器上，單向閥安裝在儲罐出口，避免了儲罐替換時空氣或水的混入，此外，在高壓段后安裝壓力釋攤開關(guān)球閥，以排出過多的空氣或水，從而確保氣體純度。
3.增強安全保障。通俗瓶裝氣體充氣壓力為14MPa/cm2或更大，集中供氣可按需降低體系壓力，且闊別試驗區(qū)，增長了使用安全。此外，集中供氣可以把空氣壓縮機安置在供氣室，削減了壓縮機產(chǎn)生電火花的安全隱患，也避免了室內(nèi)噪音的干擾。
4.改善工作環(huán)境。取消實驗室氣源，如氣缸、空氣壓縮機等，削減了實驗室的占地面積，方便了實驗室設(shè)備的配置，避免了實驗室操作者在一處造成的紊亂和未便。
5.削減運營費用。采用集中供氣體例，可采用儲氣容量大的液體儲罐供氣，大大降低了采購成本，削減了替換氣瓶和儲罐的頻繁次數(shù)，節(jié)省了勞動成本，減輕了維修人員的勞動強度，便于管理、維修和保養(yǎng)。
6.持續(xù)和及時。集氣體系采用手動、半主動或全主動切換體系，平時各集氣源為一開一備狀況，可根據(jù)儀表工作條件，調(diào)整局部或團體氣壓、氣量，保證儀表用氣的流量和壓力的穩(wěn)固性、持續(xù)性，同時保證量值傳遞不變。
7.延長的精神生活。在集中供氣管道上可預留接氣點和擴張點，并設(shè)置控制開關(guān)或封頭，方便擴張點。悉數(shù)儀表前端氣源均為控制閥。如許，就可以擴展新的用氣端點，而不會影響其它設(shè)備的正常工作。
二、集中供氣體系設(shè)計
1.設(shè)計依據(jù)。
集中供氣體系的設(shè)計應吻合《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》GB 50316－2000、《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB 50235－2010、《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB 50236－2010、《氧氣站設(shè)計規(guī)范( 附條則說明) 》GB 50030－2013、《氫氣站設(shè)計規(guī)范( 附條則說明) 》GB 50177－2005、《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相干氣體安全技術(shù)規(guī)程》GB 16912－2008、《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》GB 4962－2008、《壓縮空氣站設(shè)計規(guī)范( 附條則說明) 》GB 50029－2014、《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范( 附條則說明) 》 GB 50073 － 2013、《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范( 附條則說明) 》GB 50028－2006、《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》GB 6222－2005 等標準
及規(guī)程的要求。
2.氣瓶室。
實驗室供氣體系必要規(guī)劃設(shè)計一個自力的氣瓶室，根據(jù)實驗室的布局和用氣情況，在實驗室的每層或幾層上設(shè)計一個氣瓶室，也可以在實驗室的外部設(shè)計一個供整個實驗室供氣的氣瓶室，并在鋼瓶儲存區(qū)合理布置，保持易燃容器與助燃容器之間的安全距離?？諝馄渴覂?nèi)墻宜采用實心結(jié)構(gòu)，門應設(shè)計為防爆門，安裝防爆燈和風扇，以防事故發(fā)生，削減室內(nèi)破壞。儲罐屋內(nèi)不宜吊頂。在氣瓶室中還應設(shè)置漏氣、低壓換氣報警設(shè)施和排風裝配，同時設(shè)計中還應考慮防雷、防靜電和空調(diào)設(shè)備等。為確保氣體純度和壓力的穩(wěn)固，需采用多段減壓體例供氣，宜設(shè)置氣路吹掃、排空、雜質(zhì)過濾、水汽凈化等裝配，有條件時可采用雙源主動切換體例供氣。
3.管道設(shè)計。
(1)通用實驗室按標準單元組合設(shè)計，各種煤氣管道也應按標準單元組合設(shè)計。
(2)根據(jù)實驗室用氣情況，計算供氣壓力、流量和管路內(nèi)徑，所有氣體的管路原則上應控制在9.52mm以下(in，儀表空氣管直徑為12.7mm)。管材端部尺寸原則上不得小于6.35mm(in，也可根據(jù)現(xiàn)實使用情況確定)。
(3)如氫、氧和乙炔甲烷等管道以及引入實驗室的各種氣體管道支管的敷設(shè)。如管道井、管道技術(shù)層內(nèi)鋪設(shè)的管道，如氫、氧和乙炔甲烷等可然氣體管道，應設(shè)置透風裝配，確保每小時(1~3)換氣次數(shù)為150次。
(4)需穿過實驗室墻壁或樓板之處，應設(shè)預埋套管，套管通過時，套管內(nèi)之管段不得焊接。管子和套管之間要用不燃燒的材料封緊。
(5)氫、氧管道的末端及處應設(shè)放空管。放空管應位于層頂以上2m處，并設(shè)于防雷珍愛區(qū)域內(nèi)。氫管線上還應設(shè)置采樣口和吹掃口。放空管、采樣口和吹掃口位置應能知足管道中氣體吹掃置換的要求。
(6)氫、氧管道應具有靜電導引接地裝配。其他必要接地的管道，其接地體例和跨接體例應吻合現(xiàn)行有用的標準。
(7)管道的鋪設(shè)應考慮到以下幾個方面：
a.干氣管道宜水平布置，如氣體中含水率較高時，其管道應設(shè)置為≤0.3%坡度，坡度朝向冷凝液收集器方向；
b.其他氣體管道需與氧氣管道同架安裝時，管子之間的間距≤0.25m。除氫氣管道外，氧氣管道應高于其他管道。
c.氫氣管道與易燃氣體管道平行安裝時，管道間的間距不能小于0.50m，管道交叉時不能小于0.25m，分層鋪設(shè)時，氫氣管道應位于上方。
d.在氣體管道中，每隔1.5米左右必要安裝一個支架。此外，還可以根據(jù)氣體管道的彎頭直徑，設(shè)置適當?shù)闹С治恢谩?/p>
e.內(nèi)部敷設(shè)氫氣管道時，不可直接埋于地下，也不可布置在地溝內(nèi)，避免直接通過不使用氫氣的房間。
f.氣瓶與調(diào)整器之間應安裝有耐高壓金屬軟管，管路與閥件的連接應安裝有高壓雙卡套接頭，以方便零件的補綴和替換。
4.選材。
供氣體系中選材的基本原則是：
a.不應選用非金屬材料；
b.不吸附氣體，不產(chǎn)氣憤體；
c.不產(chǎn)生顆粒。當輸送氣體的純度達到99.99%時，一樣平常氣體管道應采用不銹鋼管、銅管或無縫鋼管。
管道和設(shè)備的連接部位應采用金屬管道，如選用非金屬軟管，宜采用聚四氟乙烯管、聚氯乙烯管等工程塑料管，而不應采用乳膠管；氫氣和氧氣管道所用的部件、儀表應為該介質(zhì)的專用產(chǎn)品，不應使用其他替換材料。其他元件也應提供設(shè)計建議，如輸送閥與氧接觸部應采用不燃燒材料，密封圈應采用有色金屬、不銹鋼、鎳基合金等材料；管道接口法蘭墊片應根據(jù)管道中輸送的氣體而定；管道固定件(管夾)應采用耐高溫金屬材料，且結(jié)實、輕便、耐用。
5.管路連接
燃氣體系的連接應吻合GB50236-2011《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》等標準的要求。在連接管路時，應采用法蘭連接或焊縫連接；在氫氣管路上不應采用絲扣連接；高純氣體管路應采用承插焊；氣體管路與設(shè)備的連接，閥門與管路或管件的連接應采用絲扣連接或法蘭連接；在絲扣連接處應采用聚四氟乙烯薄膜、一氧化鉛、甘油調(diào)和填料；高純氣體管路與閥件的連接應采用高壓雙卡套接頭連接。
6.技術(shù)安全要求。
煤氣管路設(shè)計的安全技術(shù)應吻合有關(guān)設(shè)計規(guī)范和下列要求[12]：
（1）在統(tǒng)一槽架內(nèi)不得同時敷設(shè)煤氣管道、傳導線和電纜。
（2）所有減壓閥必須設(shè)置排氣管，使其通向氣體儲存區(qū)以外?？扇夹詺怏w、氧化性氣體排出管道不能并排。
（3）管道體系應具有壓力調(diào)節(jié)裝配，其構(gòu)成包括各種閥門(調(diào)節(jié)閥、截止閥、球閥等)，以實現(xiàn)對氣體的開啟、關(guān)閉、調(diào)節(jié)等功能。設(shè)置自力的閥門(球閥或針閥)，以控制工作臺的氣體出口。
（4）各種煤氣管道應有顯明的標志。安全閥的標志上應注明壓力釋放等級。
（5）使用氫氣和易燃氣體的實驗室，應設(shè)置報警裝配，在放空管路上安裝防氣體回火裝配。
（6）儲存氫鋼瓶的區(qū)域應采取每小時不少于三次換氣的措施。
（7）瓶閥、接管螺絲及減壓閥等附件無走漏、滑絲、松動等傷害情況，各種氣壓表一樣平常不能混用。
三、用氣安全性
實驗室供氣體系安裝成功后比單一氣瓶供氣體例有更多的好處，越來越多的實驗室建設(shè)者、工作人員、管理人員對實驗室集中供氣體系的使用達成了共識，將其作為實驗室用氣體例的主流設(shè)計方案已得到廣泛認可。實驗室供氣體系設(shè)計應吻合有關(guān)標準和規(guī)范的要求，確保室內(nèi)集中供氣的穩(wěn)固、持續(xù)、安全。
1.安全與環(huán)保信息化。
因為信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化已廣泛應用于實驗中間的安全環(huán)保領(lǐng)域。配備智能門禁體系和中間一體化監(jiān)控體系，對實驗中間的安全與環(huán)保進行全過程監(jiān)控管理；以生物假造仿真實驗教學中間為依托，大力增強假造仿真實驗教學資源建設(shè)，用假造實驗來庖代涉及高風險或極端環(huán)境、高成本、高消費的實驗項目[9-12]，既表現(xiàn)了安全與環(huán)保的綠色理念，又進步了安全與環(huán)保的信息化水平。
四、生物試驗中間安全環(huán)保工作成效。
中間安全環(huán)保工作已取得明顯成效，實驗室安全環(huán)保管理系統(tǒng)賡續(xù)健全，實驗室安全環(huán)保技術(shù)標準賡續(xù)完美，安全環(huán)保設(shè)施漸漸形成信息化管理新模式，進步了安全環(huán)保工作的服從和結(jié)果。同窗們對于實驗中的哪些物品是有毒的或者是傷害的，如何避免危險，如何使用大型儀器等等都胸有定見。大門生的安全意識顯明進步，實驗操作規(guī)范，儀器設(shè)備損壞征象顯明削減，實驗教學改革有用推進。近年來，中間無龐大安全、環(huán)保責任事故發(fā)生，保障了實驗室財產(chǎn)安全和師生人身安全，保證了中間正常的教學、科研秩序。
高校生物實驗中間安全與環(huán)境珍愛內(nèi)涵雄厚，涉及面廣，技術(shù)含量高，提防難度大，一旦發(fā)生安全事故，后果不堪設(shè)想，有的甚至釀成龐大責任事故，必須引起高度正視和警覺。要牢固樹立“防患于未然”的思想，牢固樹立“防患于未然”的安全意識，積極構(gòu)建“制度健全、設(shè)備先輩、培訓到位”的長效機制，充分寄托廣大師生員工踏實開展實驗室安全環(huán)保工作；要以新理念、新方法推進實驗室安全環(huán)保管理改革，將信息技術(shù)與實驗室安全環(huán)保深度融合，進一步提拔網(wǎng)絡(luò)+背景下實驗室安全環(huán)保信息化水平，為教學、科研、人才培養(yǎng)的順利開展創(chuàng)造優(yōu)秀的學習和工作環(huán)境。
