实验室气体供应系统的设计和优化

1.基本概念

实验室集中供气就是将所有气瓶集中存放在气瓶房,通过气瓶减压阀将气体输送到各个实验室(即仪器端),其流程如下:

2.操作原理

实验室供气有二级减压和多级减压。

二级减压即气瓶端采用一级减压阀和末端采用一级减压阀来达到二级减压的目的。实验室一般推荐采用二级减压,这样可以保证气体的纯度和节约成本,也能达到多级减压的效果(推荐)

多级减压即气瓶端采用二级减压阀或多级减压阀和末端采用二级减压阀或多级减压阀来达到多级减压的目的。减压效果同二级减压效果差不多,但成本会更高。如图5-2所示。

图5-2　集中供气原理图

采用中压供气,二级减压的供气方式,气瓶气体压力为12.5MPa,经一级减压后为1MPa(管路压力1MPa),送至用气点,经二级减压后为0.3~0.5MPa(根据仪器需求)送至仪器,供气压力比较稳定。(www.xing528.com)

3.技术要求

(1)气瓶间:①气瓶间应采用300mm厚实体墙,安装防爆门,设置泄爆窗;②室内电器设备均应具备防爆功能;③应安装排气扇,时刻保持良好的通风状态;

(2)供气系统要求采用两级减压的方式进行供气,供气汇流排第一次减压,气体由15MPa减压到1.5MPa以下,再输送到各用气实验室,二级减压器安装在各用气实验室或用气点,方便统一控制通风柜或仪器用气的输入压力,用气终端配有中压球阀和压力指示表,二级减压器对压力进行精确调整(0.01MPa),得到稳定的压力,可以满足仪器对不同使用压力的要求,一、二级减压器均配有压力表,可实时显示当前压力;

(3)采用双侧汇流排半自动方式不间断供气,充分满足实验室的使用要求,更换气瓶时,可通过安装在高压软管下面的卡套进行气瓶更换;

(4)氢气和乙炔属于易燃气体,应设计气体泄露探测报警装置,并安装阻火器,防止明火回流,易燃与助燃气体敷设应保证足够的安全距离。

4.工程用材

(1)管道、球阀、卡套和三通等为316L不锈钢,减压器为高纯气体减压器(不锈钢阀芯),高压软管(连接钢瓶和汇流排)为不锈钢波纹管,在高压软管的进气端,配置单向阀,可以防止更换钢瓶时,软管内的气体外泄,同时避免外界的空气混入气路之中。

(2)管道系统:所有的气体管道选用BA级别的316L不锈钢管,在管路上有个过滤杂质和水分的净化装置,使气体在流通过程中不至于被管道系统污染,保证气体的纯度,同时要有明确标示,指示气体的流向。

(3)管道的连接:汇流排、终端部分采用卡套连接,便于减压器和阀门的维护管理。

(4)终端:在每台仪器之前,配置截止阀和二级减压器(每种气体配置一个)。截止阀用于控制每一个气路的开启与关闭;在仪器需要调整和维修时,能停止任何指定的仪器的气体供应,减压器用于显示和调整终端的压力。