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为何实验室供气系统会被现代供气方式广泛采用

作者: 点击:144 时间:2021-01-16

实验室供气系统以其操作简单,气流平稳,使用安全,运行费用低等优点,成为目前广泛采用的现代供气方式。它主要由气源转换、供气管道、压力调节、用气点、监测报警等部分组成。

实验室供气系统以其操作简单,气流平稳,使用安全,运行费用低等优点,成为目前广泛采用的现代供气方式。它主要由气源转换、供气管道、压力调节、用气点、监测报警等部分组成。

一是集中供气的优势。

在实验室中,某些仪器或设备的工作需要各种不同的气体供应,通常使用的气体有高纯氧、氮、氩、氢、氦气、甲烷、乙炔、二氧化碳,以及混合气体等,甚至有些设备中也可能使用有毒有害气体。一些气体被用来作为仪器的驱动控制,例如压缩空气。

实验供气方式有两种,一种是传统的分散式气瓶供气,这种气瓶供气方式是将气瓶分别配置在各仪器设备上,以满足各仪器设备的不同需要。二是以储气罐、杜瓦瓶、气体发生器等为气源,配置气体发生系统或自动开关或手动开关等系统,实现气体的连续供应,通过不锈钢耐压管道将气体输送至用气方,各端口的压力和流量可按仪器要求分别控制,满足各种仪器的使用要求。

实验用水集中供气系统的主要优点有:

(1)稳定压强良好。通过二级减压或多级减压,可以实现集中供气,达到较好的稳压效果。举例来说,在系统二级减压之后,加上仪器内部的调压装置(可以说是三级稳压),进入仪器的气体就能确保满足仪器的使用要求。

二、保证气体的纯净。载气通过大型储罐和输送管道输送到仪器上,单向阀安装在储罐出口,避免了储罐更换时气液混入,此外,在高压段之后安装压力释放开关球阀,使多余气液排出,以保证气体纯度。

三、加强安全保障。普通瓶装气体充气压力为14MPa/cm2或更大,集中供气可按需降低系统压力,且远离试验区,增加了使用安全。此外,集中供气可以把空气压缩机安置在供气室,减少了压缩机产生电火花的安全隐患,也避免了室内噪音的干扰。

四、改善工作环境。取消实验室气源,如气缸、空气压缩机等,减少了实验室的占地面积,方便了实验室设备的配置,避免了实验室操作者在一处造成的混乱和不便。

(5)减少运营费用。采用集中供气方式,可采用储气容量大的液体储罐供气,大大降低了采购成本,减少了更换气瓶和储罐的频繁次数,节省了劳动成本,减轻了维修人员的劳动强度,便于管理、维修和保养。

(6)不断及时。集气系统采用手动、半自动或全自动切换系统,平时各集气源为一开一备状态,可根据仪表工作条件,调整局部或整体气压、气量,保证仪表用气的流量和压力的稳定性、持续性,同时保证量值传递不变。

二、集中供气系统设计。

2.1设计基础

实验室供气系统设计应符合《工业金属管道设计规范》GB50316-2000,《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-2010,《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2010,《氧气站设计规范》GB50030-2013,《氢气站设计规范》GB50177-2005,《城镇燃气设计规范(附条文)》GB50028-2006,《工业企业煤气安全规程》GB6222-2005等标准和规程的要求。

2.气瓶室。

中央燃气系统需要规划设计一个独立的气瓶室,根据实验室的布局和用气情况,在实验室的每层或几层上设计一个气瓶室,也可以在实验室的外部设计一个供整个实验室供气的气瓶室,并在钢瓶储存区合理布置,保持易燃容器与助燃容器之间的安全距离。

空气瓶室内墙宜采用实心结构,门应设计为防爆门,安装防爆灯和风扇,以防事故发生,减少室内破坏。储罐屋内不宜吊顶。在气瓶室中还应设置漏气、低压换气报警设施和排风装置,并在设计中考虑到防雷、防静电和空调设备等因素。为确保气体纯度和压力的稳定,需采用多段减压方式供气,宜设置气路吹扫、排空、杂质过滤、水汽净化等装置,有条件时可采用双源自动切换方式供气。

2.3管道设计

(1)通用实验室按标准单元组合设计,各种煤气管道也应按标准单元组合设计。

根据实验室的用气量,计算出所有气体的供气压力、流量和管路内径,原则上,所有气体的管路长度不小于9.52毫米。原则上管端不少于6.35mm。

(3)如氢、氧和乙炔甲烷等管道以及引入实验室的各种气体管道支管的敷设。当可燃气体氢、氧和乙炔甲烷敷设在管道井、管道技术层内时,应设置通风装置,保证每小时换气1~3次。

四、需穿过实验室墙壁或楼板之处,应设预埋套管,套管通过时,套管内之管段不得焊接。管子和套管之间要用不燃烧的材料封紧。

(5)氢、氧管道的末端及处应设放空管。放空管应位于层顶以上2m处,并设于防雷保护区域内。氢管线上还应设置采样口和吹扫口。放空管、采样口和吹扫口位置应能满足管道中气体吹扫置换的要求。

(6)氢、氧管道应具有静电导引接地装置。其他需要接地的管道,其接地方式和跨接方式应符合现行有效的标准。

(7)管道的铺设应考虑到以下几个方面:

②干气管道宜水平布置,如气体中含水率较高时,其管道应设置为≤0.3%坡度,坡度朝向冷凝液收集器方向;

2其他气体管道需与氧气管道同架安装时,管子之间的间距≤0.25m。除氢气管道外,氧气管道应高于其他管道。

③氢气管道与易燃气体管道平行安装时,管道间的间距不能小于0.50m,管道交叉时不能小于0.25m,分层铺设时,氢气管道应位于上方。

在气体管道中,每隔1.5米左右需要安装一个支架。此外,还可以根据气体管道的弯头直径,设置适当的支撑位置。

内部敷设氢气管道时,不可直接埋于地下,也不可布置在地沟内,避免直接通过不使用氢气的房间。

(c)气瓶与调整器之间应安装有耐高压金属软管,管路与阀件的连接应安装有高压双卡套接头,以方便零件的修理和更换。

2.4选材。

实验室供气系统方案中选材的基本原则是:一是不应选用非金属材料,二是不吸附气体,不产生气体,三是不产生颗粒。当输送气体的纯度达到99.99%时,一般气体管道应采用不锈钢管、铜管或无缝钢管;管道和设备的连接部位应采用金属管道,如选用非金属软管,宜采用聚四氟乙烯管、聚氯乙烯管等工程塑料管,而不应采用乳胶管;氢气和氧气管道所用的部件、仪表应为该介质的专用产品,不应使用其他替代材料。其他元件也应提供设计建议,如输送阀与氧接触部采用不燃烧材料,密封圈采用非有色金属、不锈钢、镍基合金等材料;管道接口法兰垫片应根据管道中所输送的气体确定;管道固定件(管夹)应采用耐高温金属材料,且坚固、轻巧、耐用。

2.管路连接

燃气系统的连接应符合GB50236-2011《现场设备及工业管道焊接工程施工规范》中的有关规定。管路连接应采用法兰连接或焊接等方法。


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