當前位置：優(yōu)秀的實驗室供氣系統(tǒng)是實驗室儀器設備正常工作的基礎，分析和優(yōu)化了實驗室集中供氣的好處。室內(nèi)燃氣供給體系的設計要考慮多方面的因素，如氣瓶室、管道敷設、選材、管道連接、安全技術要求等，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計，為實驗室的規(guī)劃設計提供參考。
一、集中供氣體系的構成。
試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。它重要由氣源轉換、供氣管道、壓力調(diào)節(jié)、用氣點、監(jiān)測報警等部分組成。
試驗室集中供氣體系涉及到管道布置、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)秀的試驗室集中供氣體系的設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，并考慮試驗室將來的發(fā)展需求，對于特別氣體還應考慮特別的技術解決方案。實驗室供氣體系設計必要綜合規(guī)劃，并結合用戶的現(xiàn)實情況，按照相干標準和規(guī)范進行設計。
二、實驗室集中供氣的上風。
在實驗室中，某些儀器或設備的工作必要各種不同的氣體供給，通常使用的氣體包括高純氧型、氮型、氬型、氫型、氦型、甲烷型、乙炔型、二氧化碳型、混合型等等，甚至有些設備也會使用有毒有害氣體。一些氣體被用來作為儀器的驅動控制，例如壓縮空氣。
實驗用氣體例有兩種，一種是傳統(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備上，以知足各儀器設備的不同必要。
另一種是以儲氣罐、杜瓦瓶、氣體發(fā)生器等為氣源，配置氣體發(fā)生體系或主動開關或手動開關等體系，實現(xiàn)氣體的延續(xù)供給，通過不銹鋼耐壓管道將氣體輸送至用氣方，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。實驗用氣集中供給體系的重要上風表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.穩(wěn)固壓力的作用優(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.保證氣體的純凈。
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。
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.工作環(huán)境的改善。
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.賡續(xù)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.擴大精神生活的范圍。
在集中供氣管道上可預留接氣點和擴張點，并設置控制開關或封頭，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，而不會影響其它設備的正常工作。
三、集中供氣體系的設計。
1.設計基礎。
集氣體系的設計應吻合《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》GB50316-2000，《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50235-2010，《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB50236-2010，《氧氣站設計規(guī)范》GB50030-2013，《氫氣站設計規(guī)范》GB50177-2005，《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范(附條則)》GB50028-2006，《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》GB6222-2005等標準和規(guī)程的要求。
2.氣瓶庫。
中間燃氣體系必要規(guī)劃設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計一個氣瓶室，也可以在實驗室的外部設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。空氣瓶室內(nèi)墻宜采用實心結構，門應設計為防爆門，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。
在氣瓶室中還應設置漏氣、低壓換氣報警設施和排風裝配，同時設計中還應考慮防雷、防靜電和空調(diào)設備等。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.管道設計。
(1)通用實驗室按標準單元組合設計，各種煤氣管道也應按標準單元組合設計。
(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。如管道井、管道技術層內(nèi)鋪設的管道，如氫、氧和乙炔甲烷等可然氣體管道，應設置透風裝配，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放空管。放空管應位于層頂以上2m處，并設于防雷珍愛區(qū)域內(nèi)。氫管線上還應設置采樣口和吹掃口。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)管道的鋪設應考慮到以下幾個方面：
①干氣管道宜水平布置，如氣體中含水率較高時，其管道應設置為≤0.3%坡度，坡度朝向冷凝液收集器方向；
②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。
③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，分層鋪設時，氫氣管道應位于上方。
④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，設置適當?shù)闹С治恢谩?/p>
⑤內(nèi)部敷設氫氣管道時，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。
⑥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。
進氣體系中選材的基本原則是：
一是不應選用非金屬材料，
二是不吸附氣體，不產(chǎn)氣憤體，
三是不產(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，且結實、輕便、耐用。
5.管道連接。
燃氣體系的連接應吻合GB50236-2011《現(xiàn)場設備及工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》中的有關規(guī)定。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.安全技術條件。
煤氣管路設計的安全技術應吻合有關設計規(guī)范和下列要求：
(1)在統(tǒng)一槽架內(nèi)不得同時敷設煤氣管道、傳導線和電纜。
(2)所有減壓閥必須設置排氣管，使其通向氣體儲存區(qū)以外。可燃性氣體、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、關閉、調(diào)節(jié)等功能。設置自力的閥門(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。
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。
四、用氣安全保障。
實驗用集中供氣體系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計方案已得到廣泛認可。室內(nèi)集中供氣的設計應吻合有關標準和規(guī)范的要求，確保室內(nèi)集中供氣的穩(wěn)固、持續(xù)、安全。
因為信息技術的飛速發(fā)展，信息化已廣泛應用于實驗中間的安全環(huán)保領域。購買智能門禁體系和中間集成式監(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，用假造實驗來代替涉及高風險或極端環(huán)境、高成本、高消費的實驗項目，既表現(xiàn)安全與環(huán)保的綠色理念，又提拔安全與環(huán)保的信息化水平。
