實(shí)驗(yàn)室很多設(shè)備的運(yùn)行都需要各種各樣的氣體供應(yīng)，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生廢氣。如何既安全又方便地解決供排氣問題，一直以來也是困擾實(shí)驗(yàn)室工作人員的主要問題之一。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室供氣方式是采用將氣瓶安置在儀器設(shè)備的旁邊,危險(xiǎn)氣體的氣瓶放置在氣瓶柜內(nèi)。排氣采用直接排放到實(shí)驗(yàn)室或是通過簡(jiǎn)易的管道排放到窗外。在實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展過程中,隨著實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的增加,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)常是密布著各種各樣的管道和氣瓶。這樣處理既造成了非常大的安全隱患,也不美觀。
正確的實(shí)驗(yàn)室供排氣的解決方案是把實(shí)驗(yàn)室的供排氣看做一個(gè)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)要考慮到安全性便利性.日常實(shí)驗(yàn)室的管理、氣瓶的更換等問題,同時(shí)要重點(diǎn)考慮實(shí)驗(yàn)室今后的發(fā)展,對(duì)于特殊氣體還要考慮特殊的技術(shù)解決方案。
01
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
(1)《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50316 -2000);
(2)《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50235-97);
(3)《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50236-98);
(4)《乙炔站設(shè)計(jì)規(guī)范》(B50031 -91);
(5)《氫氯站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50177-93);
(6)《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50030-91);
(7)《壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》CBJ29 -90;
(8)《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》(GB16912-1997)。
02
實(shí)驗(yàn)室氣體管路供氣系統(tǒng)
包括實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)和室內(nèi)氣瓶供氣系統(tǒng)，可以滿足不同等級(jí)要求的氣體安全使用。中央集中供氣管路系統(tǒng)工程，主要是為試(實(shí))驗(yàn)室選用的分析設(shè)備提供量值和壓力穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)氣體,保證其儲(chǔ)存和使用的安全性。保障分析測(cè)試人員在實(shí)驗(yàn)中免受有毒有害氣體的侵害。
按照國(guó)標(biāo)要求,將所用全部氣體存放于儲(chǔ)氣間,并實(shí)現(xiàn)集中輸送，組成中央供氣系統(tǒng)。系統(tǒng)采用一拖一、一拖多、多拖一和多拖多的管道式輸氣方式，在一拖多時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)分段控制和在多拖一和多施多時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)切換控制；并能夠保證標(biāo)準(zhǔn)氣體流量、壓力穩(wěn)定和量值傳遞不發(fā)生變化，滿足分析檢測(cè)設(shè)備對(duì)使用氣體的技術(shù)要求；室內(nèi)氣瓶供氣系統(tǒng)是在供應(yīng)氣體流量不大的實(shí)驗(yàn)室用氣，氣體壓力直接控制,并且節(jié)約成本。
03
實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)
1、基本概念
實(shí)驗(yàn)室集中供氣就是將所有氣瓶集中存放在(瓶房,通過氣瓶減壓閥將氣體輸送到各個(gè)實(shí)驗(yàn)室(即儀器端).其流程如下:
2、操作原理
實(shí)驗(yàn)室供氣有二級(jí)減壓和多級(jí)減壓。
二級(jí)減壓即氣瓶端采用-級(jí)減壓閥和末端采用一級(jí)減壓閥來達(dá)到二級(jí)減壓的目的。實(shí)驗(yàn)室一般推薦采用一 級(jí)減壓，這樣可以保證氣體的純度和節(jié)約成本，也能達(dá)到多級(jí)減壓的效果(推薦)多級(jí)減壓即氣瓶端采用二級(jí)減壓閥或多級(jí)減壓閥和末端采用二級(jí)減壓閥或多級(jí)減壓園來達(dá)到多級(jí)減壓的目的。減壓效果同級(jí)減壓效果差不多，但成本會(huì)更高。如下圖所示：
采用中壓供，二級(jí)減壓的供氣方式，氣瓶氣體壓力為12.5MPa,經(jīng)一級(jí)減壓后為1MPa(管路壓力1MPa)，送至用氣點(diǎn)，經(jīng)二級(jí)減壓后為0.3~0.5MPa(根據(jù)儀器需求)送至儀器,供氣壓力比較穩(wěn)定。
3、技術(shù)要求
(1)氣瓶間: ①氣瓶間應(yīng)采用300mm厚實(shí)體墻，安裝防爆門，設(shè)置泄爆窗;②室內(nèi)電器設(shè)備均應(yīng)具備防爆功能;③應(yīng)安裝排氣扇,時(shí)刻保持良好的通風(fēng)狀態(tài);
(2)供氣系統(tǒng)要求采用兩級(jí)減壓的方式進(jìn)行供氣，供氣匯流排次減壓，氣體由15MPa減壓到1.5MPa以下，再輸送到各用氣實(shí)驗(yàn)室，二級(jí)減壓器安裝在各用氣實(shí)驗(yàn)室或用氣點(diǎn)，方便統(tǒng)一控制通風(fēng)柜或儀器用氣的輸人壓力,用氣終端配有中壓球閥和壓力指示表，二級(jí)減壓器對(duì)壓力進(jìn)行精確調(diào)整(0.01MPa) ,得到穩(wěn)定的壓力,可以滿足儀器對(duì)不同使用壓力的要求，一、二級(jí)減壓器均配有壓力表,可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前壓力;
(3)采用雙側(cè)匯流排 半自動(dòng)方式不間斷供氣，充分滿足實(shí)驗(yàn)室的使用要求，更換氣瓶時(shí),可通過安裝在高壓軟管下面的卡套進(jìn)行氣瓶更換;
(4)氫氣和乙炔屬于易燃?xì)怏w,應(yīng)設(shè)計(jì)氣體泄露探測(cè)報(bào)警裝置,并安裝阻火器,防止明火回流,易燃與助燃?xì)怏w敷設(shè)應(yīng)保證足夠的安全距離。
4、工程用材
(1)管道、球閥、卡套和三通等為316L不銹鋼減壓器為高純氣體減壓器(不銹鋼閥芯),高壓軟管(連接鋼瓶和匯流排)為不銹鋼波紋管，在高壓軟管的進(jìn)氣端,配置單向閥，可以防止更換鋼瓶時(shí),軟管內(nèi)的氣體外泄,同時(shí)避免外界的空氣混入氣路之中。
(2)管道系統(tǒng):所有的氣體管道選用BA級(jí)別的316L不銹鋼管,在管路上有個(gè)過濾雜質(zhì)和水分的凈化裝置，使氣體在流通過程中不至于被管道系統(tǒng)污染,保證氣體的純度，同時(shí)要有明確標(biāo)示，指示氣體的流向。
(3)管道的連接:匯流排、終端部分采用卡套連接,便于減壓器和閥門的維護(hù)管理。
(4)終端:在每臺(tái)儀器之前,配置截止閥和二級(jí)減壓器(每種氣體配置一個(gè))。截止閥用于控制每一個(gè)氣路的開啟與關(guān)閉;在儀器需要調(diào)整和維修時(shí),能停止任何指定的儀器的氣體供應(yīng)，減壓器用于顯示和調(diào)整終端的壓力。
04
實(shí)驗(yàn)室氣體管路安裝工程
是指用于實(shí)驗(yàn)室分析儀器與氣源的連接，氣體管路和氣體管路連接及接頭與閥件的連接:從氣瓶間到實(shí)驗(yàn)室氣體管路的氣體管線,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣路箱的設(shè)計(jì)安裝，氣體報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)安裝。氣路是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室必不可少的組成部分，氣體管路為色譜儀、原子吸收、微庫侖定硫、量熱儀、微量硫分析等儀器提供安全可靠的氣體，保證分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和延長(zhǎng)儀器的使用壽命?？梢哉f氣路在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室中的地位是舉足輕重的。
1、管路設(shè)計(jì)、規(guī)劃要點(diǎn)
(1)為了方便更換氣瓶，從上述氣瓶接頭到調(diào)節(jié)閥之間應(yīng)設(shè)有耐高壓的金屬軟管。
(2)在整個(gè)系統(tǒng)中，為了防止回火現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)加裝防爆逆止閥。
(3)氣體進(jìn)人使用點(diǎn)前，為了便于控制氣體開關(guān)，應(yīng)設(shè)有使用點(diǎn)球閥。
(4)為了保持氣體的純度及管道系統(tǒng)的氣密性，所有管道采用316L不銹鋼管道,內(nèi)表面經(jīng)AP處理。
(5)為了便于維修及更換閥件，管道與閥件的連接應(yīng)采用高壓雙卡套接頭連接。
(6)管道固定件(管夾)應(yīng)采用耐高溫的金屬材料，要求堅(jiān)固，輕巧，耐用。
(7)考慮到堅(jiān)固、防腐方便使用、美觀等方面的原因,壓力調(diào)節(jié)閥控制面板采用不銹鋼材料。
(8)為確保氣體輸出的壓力穩(wěn)定和氣體的純度選用兩次減壓系統(tǒng)(即采用一次減壓系統(tǒng)和二次減壓系統(tǒng),二次減壓設(shè)備自帶)。
2、施工要點(diǎn)說明
(1) 所有不銹鋼管道兩端用塑料蓋密封，外部有塑料套密封,在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，安裝前，方可將塑料套拆封，并除去塑料蓋。
(2)管道鋪設(shè)時(shí) ,應(yīng)注意平直,彎管處采用專用彎管器,不得徒手彎曲，切斷管道時(shí),用專用切管器操作,嚴(yán)禁用鋸子鋸斷管道。管道切斷后,應(yīng)用專用工具處理斷口,嚴(yán)禁用普通銼刀處理。
(3)在管道的行進(jìn)路線中，每隔1米應(yīng)設(shè)置一組管夾，如遇特殊建筑物結(jié)構(gòu),應(yīng)酌情考慮。
(4)管道穿墻及穿地板時(shí),應(yīng)設(shè)置管套，管套與管道之間的空隙,應(yīng)采用不可燃燒的材料填充。
(5)所有螺紋連接處應(yīng)采用密封帶密封。
(6)所有調(diào)節(jié)閥固定面板、所有出口點(diǎn)及所有管道上,都應(yīng)貼設(shè)有對(duì)應(yīng)氣體的成分及濃度的氣體標(biāo)頭。
(7)所有系統(tǒng)部件安裝完畢后,應(yīng)用高純氮?dú)膺M(jìn)行三遍以上的吹掃。以保證系統(tǒng)內(nèi)部清潔。
(8)吹掃完畢后，用高純氮?dú)膺M(jìn)行檢漏保壓測(cè)試，測(cè)試壓力應(yīng)為工作壓力的1.5倍。
(9)在整個(gè)施工過程中,應(yīng)注意施工安全,特別是空中作業(yè)時(shí)(在梯子或腳手架上施工),應(yīng)有專人固定梯子或腳手架。在土建尚未完工的工地施工時(shí),必須佩帶安全帽,穿安全鞋。
3、系統(tǒng)調(diào)試、測(cè)試要求
(1)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn):管內(nèi)沖人高純氮?dú)馐箟毫Φ竭_(dá)0.8MPa,保持此壓力如10min內(nèi)壓力不降為合格;
(2)嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn):管內(nèi)沖人高純氮?dú)馐箟毫Φ竭_(dá)0. 5MPa,保持此壓力如30min內(nèi)壓力不降為合格;
(3)潔凈測(cè)試:管路中沖人純氮，關(guān)閉所有閥門,打開末端閥用一張白布放在管口一分鐘如白布上無雜質(zhì)和水分即為合格。
4、氣路驗(yàn)收要點(diǎn)
①部件數(shù)量是否符合合同中數(shù)量的約定。②所有連接點(diǎn)是否安全固定。③管道布局是否合理、美觀。④氣體標(biāo)頭是否粘貼得正確、美觀。⑤管道連接是否正確。⑥整個(gè)管路安裝完畢后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做壓力測(cè)試。參照《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》,管路系統(tǒng)在保壓24小時(shí)后，壓力無下降為合格。
