柳州實(shí)驗(yàn)室氣體管路安裝,實(shí)驗(yàn)室不銹鋼氣路安裝力薦廣西鴻嘉
完善的實(shí)驗(yàn)室供氣系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備正常工作的基礎(chǔ),對(duì)實(shí)驗(yàn)室集中供氣的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了分析和優(yōu)化.實(shí)驗(yàn)室供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及到諸多因素,從氣瓶室、管道鋪設(shè)、材料選擇、管道連接、安全技術(shù)要求等多方面考慮,設(shè)計(jì)的目的性要強(qiáng),安全應(yīng)放在位,并按照實(shí)驗(yàn)室的用氣種類(lèi)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃.對(duì)實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討,為實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考
實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)由于操作簡(jiǎn)單、氣流穩(wěn)定、使用安全、運(yùn)行成本低等特點(diǎn),已作為當(dāng)前廣泛使用的現(xiàn)代供氣方式.其系統(tǒng)主要由氣源切換、供氣管道、調(diào)壓裝置、用氣點(diǎn)、監(jiān)控及報(bào)警等系統(tǒng)組成.實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)涉及到管道如何布置、材料質(zhì)量及規(guī)格如何選用、各階段安裝步驟和要求、工程驗(yàn)收等方面工作,一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要統(tǒng)一考慮氣體使用的安全性、便利性、以及管理和維護(hù)等問(wèn)題,同時(shí)要考慮到實(shí)驗(yàn)室今后發(fā)展的需要,對(duì)于特殊氣體還要考慮特殊的技術(shù)解決方案.因此,在實(shí)驗(yàn)室集中供氣的設(shè)計(jì)時(shí)需要統(tǒng)籌規(guī)劃,結(jié)合用戶(hù)的實(shí)際情況,按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì).
01集中供氣系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)室一些儀器或設(shè)備的工作都需要各種各樣的氣體供應(yīng),通常使用氣體的種類(lèi)有高純氧氣、氮?dú)?/span>; 氬氣、氫氣、氦氣; 甲烷、乙炔、二氧化碳、,還有混合氣體等甚還有些設(shè)備還會(huì)用到有毒有害氣體.有些氣體用于儀器設(shè)備的驅(qū)動(dòng)控制,如壓縮空氣.實(shí)驗(yàn)室供氣的方式有兩種,一種是傳統(tǒng)的獨(dú)立鋼瓶分散供氣模式,這種供氣模式為每臺(tái)儀器設(shè)備單獨(dú)配置氣體鋼瓶,分別滿(mǎn)足每臺(tái)儀器設(shè)備的使用.另一種模式為集中供氣模式,該方式以?xún)?chǔ)氣罐、杜瓦瓶、氣體發(fā)生器等作為氣源,配置氣體發(fā)生系統(tǒng)或自動(dòng)切換或手動(dòng)切換等系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)氣體的不間斷供應(yīng),通過(guò)耐壓不銹鋼管道將氣體輸送到用氣端,每個(gè)端口的壓力和流量可以按照儀器的要求進(jìn)行單獨(dú)控制,滿(mǎn)足各種儀器設(shè)備的使用要求.實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.
( 1) 穩(wěn)壓效果好.集中供氣可采用二級(jí)減壓或多級(jí)減壓方式獲得較好的穩(wěn)壓效果.例如,系統(tǒng)二級(jí)減壓后,加上儀器內(nèi)部的調(diào)壓裝置,可以說(shuō)是-穩(wěn)壓,氣源在一級(jí)減壓后,主管路上保持較高壓力,便于遠(yuǎn)距離管道輸送,在儀器前端采用二級(jí)低壓減壓閥,將壓力調(diào)整到儀器工作范圍內(nèi),再進(jìn)入儀器內(nèi)部的壓力調(diào)整后,進(jìn)入儀器的氣體能夠確保達(dá)到儀器使用要求.
( 2) 保證氣體純度.通過(guò)大型的儲(chǔ)罐( 液壓) 和輸送管道將載氣輸送給儀器,在儲(chǔ)罐出口安裝有單向閥,可避免更換儲(chǔ)罐時(shí)空氣或水分混入,另外,還可在高壓段之后安裝有泄壓開(kāi)關(guān)球閥,將多余的空氣或水分排放,從而保證氣體的純度.
( 3) 安全性提高.一般瓶裝氣體的充氣壓力大于或等于 14MPa/cm2,集中供氣可根據(jù)需要降低系統(tǒng)壓力,而且遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)區(qū)域,提高了使用的安全性.另外,集中供氣可將空氣壓縮機(jī)安放在供氣室內(nèi),減少壓縮機(jī)產(chǎn)生電火花帶來(lái)的安全隱患,并可避免噪音對(duì)實(shí)驗(yàn)室的干擾.
( 4) 改善工作環(huán)境.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)鋼瓶、空壓機(jī)等供氣源的取消減少了占地面積,便于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和設(shè)施的布置,避免了其與實(shí)驗(yàn)室操作人員在一處造成的混亂和不便.
( 5) 降低運(yùn)行成本.集中供氣系統(tǒng)可采用儲(chǔ)氣量較大的液態(tài)儲(chǔ)罐供氣,可大大節(jié)省采購(gòu)成本,減少更換氣瓶、氣罐的頻次,節(jié)省勞動(dòng)成本,減輕了維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,便于管理、維修和保養(yǎng).
( 6) 持續(xù)和及時(shí).集中供氣系統(tǒng)采用手動(dòng)、半自動(dòng)或全自動(dòng)切換系統(tǒng),平時(shí)每個(gè)供氣源為一開(kāi)一備狀態(tài),可根據(jù)儀器工作條件對(duì)局部或整體氣體壓力、流量進(jìn)行調(diào)節(jié),能保證儀器用氣的流量和壓力的穩(wěn)定性、持續(xù)性,也能保證量值傳遞不發(fā)生變化.
( 7) 擴(kuò)展性靈活.集中供氣管道上可預(yù)留接氣點(diǎn)以及能夠擴(kuò)展的點(diǎn),并安裝控制開(kāi)關(guān)或堵頭,方便擴(kuò)展.所有用氣的儀器前端均裝控制閥.因此,可以在不影響-儀器正常工作的情況下,擴(kuò)展新的用氣端點(diǎn).
02集中供氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)依據(jù)
集中供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50316-2000、《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50235-2010、《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》GB 50236-2010、《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范( 附條文說(shuō)明) 》GB 50030-2013、《氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范( 附條文說(shuō)明) 》GB 50、《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)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(jì)規(guī)范( 附條文說(shuō)明) 》GB 50029-2014、《潔凈廠(chǎng)房設(shè)計(jì)規(guī)范( 附條文說(shuō)明) 》 GB 50073 - 2013、《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范( 附條文說(shuō)明) 》GB 50028-2006、《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》GB 6222-2005 等標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程的要求.
氣瓶室
集中供氣系統(tǒng)需要規(guī)劃設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的氣瓶室,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的布局和用氣情況在實(shí)驗(yàn)室的每層或幾層設(shè)置一個(gè)氣瓶室,也可在實(shí)驗(yàn)室外部設(shè)計(jì)一個(gè)為整個(gè)實(shí)驗(yàn)室供氣的氣瓶室,鋼瓶?jī)?chǔ)存區(qū)應(yīng)合理布置,保持可燃性容器和助燃性容器間的安全間距.氣瓶室墻宜采用實(shí)體結(jié)構(gòu),門(mén)應(yīng)設(shè)計(jì)為防爆門(mén),安裝防爆燈以及防爆風(fēng)機(jī),萬(wàn)一發(fā)生事故可減少實(shí)驗(yàn)室區(qū)域的破壞性.存放鋼瓶屋內(nèi)不宜吊頂.氣瓶室內(nèi)還應(yīng)設(shè)有氣體泄漏、低壓換氣報(bào)警設(shè)施,及排風(fēng)裝置,同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮防雷、防靜電、空調(diào)設(shè)備等設(shè)施.為了保證氣體純度和壓力的穩(wěn)定性,需采用多級(jí)減壓方式供氣,宜設(shè)置氣路吹掃、排空、雜質(zhì)過(guò)濾、水分和油汽凈化等裝置,有條件的可采用雙氣源自動(dòng)切換模式供氣.
2．3管線(xiàn)設(shè)計(jì)
( 1) 按標(biāo)準(zhǔn)單元組合設(shè)計(jì)的通用實(shí)驗(yàn)室,各種氣體管道也應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)單元組合設(shè)計(jì).
( 2) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用氣量,計(jì)算供氣壓力、流量和管 道 內(nèi) 徑,所 有 氣 體 主 管 道 原 則 上 不 低 于9. 52mm ( in,儀器空氣管道直徑為 12．7mm) .管道末端,原則上不低于 6．35mm( in,也可根據(jù)實(shí)際使用量而定) .
( 3) 氫氣、氧氣和乙炔甲烷等管道以及引入實(shí)驗(yàn)室的各種氣體管道支管明敷.在管道井、管道技術(shù)層內(nèi)敷設(shè)有可然氣體氫氣、氧氣和乙炔甲烷等管路時(shí),應(yīng)有通風(fēng)裝置保證有每小時(shí)( 1～3) 次的換氣次數(shù)150.
( 4) 需穿過(guò)實(shí)驗(yàn)室墻體或樓板的部位應(yīng)設(shè)有預(yù)埋套管,管路經(jīng)套管穿過(guò),套管內(nèi)的管段不應(yīng)有焊接.管道與套管之間應(yīng)采用非燃燒材料封堵嚴(yán)密.
( 5) 氫氣、氧氣管道的末端和高點(diǎn)宜設(shè)放空管.放空管應(yīng)高出層頂 2m 以上,并應(yīng)設(shè)置在防雷保護(hù)區(qū)內(nèi).氫氣管道上還應(yīng)設(shè)取樣口和吹掃口.放空管、取樣口和吹掃口的位置應(yīng)能滿(mǎn)足管道內(nèi)氣體吹掃置換的要求.
( 6) 氫氣、氧氣管道應(yīng)有導(dǎo)除靜電的接地裝置.有接地要求的其它管道,其接地和跨接方法應(yīng)按現(xiàn)行有效的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行.
( 7) 管道的敷設(shè)應(yīng)按照以下的幾個(gè)方面考慮:
① 干燥氣體的管道宜水平布置,如氣體中含較高水分,其管道應(yīng)有≤0．3%坡度,坡度向冷凝液體收集器方向.
② 其它氣體管道與氧氣管道需同架安裝時(shí),其管道間距離≤0．25m.氧氣管道應(yīng)在其它管道之上,但氫氣管道除外.
③ 平行安裝氫氣管道與可燃?xì)怏w管道時(shí),其管道間距不應(yīng)≤0．50m,管道交匯時(shí),其間距不應(yīng)≤0. 25m; 分層敷設(shè)時(shí),氫氣管道應(yīng)在上方.
④ 每隔 1．5m 左右,氣體管路需有支架固定.另外,可根據(jù)氣體管路彎曲的直徑,設(shè)置合適的支架位置
⑤ 室內(nèi)敷設(shè)氫氣管道時(shí)不能直接埋地里或布置在地溝內(nèi),避免直接穿過(guò)不使用氫氣的房間.
⑥ 鋼瓶接頭到調(diào)節(jié)閥之間應(yīng)設(shè)有耐高壓金屬軟管,管道與閥件的連接應(yīng)設(shè)有高壓雙卡套接頭,以方便部件的維修和更換.
材料選擇
供氣系統(tǒng)材料選擇的基本原則是: 一是不宜用非金屬材料,二是材料不吸附氣體、不產(chǎn)生氣體,三是不產(chǎn)生粒子.一般氣體管道宜采用無(wú)縫鋼管,當(dāng)輸送氣體的純度≥99．99%時(shí),管道宜采用不銹鋼管、銅管或無(wú)縫鋼管; 管道與設(shè)備的連接段宜采用金屬管道,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,不應(yīng)采用乳膠管;氫氣和氧氣管道使用的部件、儀表應(yīng)是該介質(zhì)的專(zhuān)用產(chǎn)品,不得使用替代品.其它部件的選擇應(yīng)給出設(shè)計(jì)建議,如輸送閥門(mén)和氧接觸部分應(yīng)采用非燃燒材料,其密封圈應(yīng)使用有色金屬、不銹鋼、鎳基合金等材料; 管道接口法蘭墊片的應(yīng)根據(jù)管內(nèi)輸送的氣體確定; 管道固定件( 管夾) 應(yīng)采用耐高溫的金屬材料,且堅(jiān)固、輕巧、耐用.
管道連接
供氣系統(tǒng)的連接應(yīng)符合 GB 50236-2011《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)的要求[11].管道的連接應(yīng)采用法蘭連接或焊接等方法,氫氣管道不應(yīng)使用絲扣連接; 高純氣體管道應(yīng)采用承插焊接; 氣體管道與設(shè)備、閥門(mén)與管道或管件的連接應(yīng)采用絲扣或法蘭連接; 絲扣接頭中的填料應(yīng)采用聚四氟乙烯膜、一氧化鉛、-調(diào)合填料; 對(duì)于高純氣體管道與閥件的連接應(yīng)采用高壓雙卡套接頭連接.
安全技術(shù)要求
氣體管道設(shè)計(jì)的安全技術(shù)應(yīng)符合相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和下述要求[12]:
( 1) 在同一槽架內(nèi)不應(yīng)同時(shí)敷設(shè)氣體管道和導(dǎo)電線(xiàn)路及電纜.
( 2) 所有減壓閥需設(shè)有排氣管路到氣體存放區(qū)外.易燃?xì)怏w、氧化氣體排氣管路不能并在一起.
( 3) 管道系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有調(diào)壓裝置,其組成包括各種閥門(mén)( 調(diào)節(jié)閥、截止閥、球閥等) ,實(shí)現(xiàn)氣體的開(kāi)啟、關(guān)閉、調(diào)節(jié)等作用.設(shè)單獨(dú)的閥門(mén)( 球閥或針閥) 控制工作臺(tái)上氣體出口.
( 4) 各種氣體管道應(yīng)有明顯的指示標(biāo)志.安全減壓閥的標(biāo)識(shí)需標(biāo)明壓力釋放級(jí)別.
( 5) 使用氫氣及可燃?xì)怏w的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)置報(bào)警裝置,放空管路上安裝氣體回火防止器.
( 6) 存放氫氣鋼瓶的區(qū)域應(yīng)有每小時(shí)不小于三次換氣的措施.
( 7) 瓶閥、接管螺絲和減壓閥等附件無(wú)泄漏、滑絲、松動(dòng)等危險(xiǎn)情況,各種氣壓表一般不得混用.
03用氣安全性
實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)比單獨(dú)鋼瓶供氣模式有著較多的優(yōu)勢(shì),越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)者、工作者、管理者對(duì)實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)的使用已形成共識(shí),采用集中供氣作為實(shí)驗(yàn)室供氣模式的主流設(shè)計(jì)方案得到廣泛認(rèn)可.實(shí)驗(yàn)室集中供氣的設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的要求,保證實(shí)驗(yàn)室供氣的穩(wěn)定性、持續(xù)性和安全性.
安全環(huán)保工作信息化
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,信息化在實(shí)驗(yàn)中心安全環(huán)保領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.首先購(gòu)置智能化門(mén)禁系統(tǒng)和中央集成的監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)實(shí)驗(yàn)中心安全環(huán)保實(shí)行全過(guò)程監(jiān)控管理; 其次以生物學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為依托,大力加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè),以虛擬實(shí)驗(yàn)代替涉及高危或極端環(huán)境、高成本、高消耗的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[9-12],既體現(xiàn)了安全環(huán)保的綠色理念,又提高了安全環(huán)保的信息化水平.
04生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中心安全環(huán)保工作成效
目前,中心安全環(huán)保工作取得了明顯成效,健全了實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保管理體系,建立了實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),完善了安全環(huán)保設(shè)施,形成了信息化管理新模式,提高了安全環(huán)保工作的效率和效果.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中哪些物品有毒或有危險(xiǎn)性,如何避免傷害,大型儀器怎樣使用等都胸中有數(shù).學(xué)生安全意識(shí)明顯提高,實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范,儀器設(shè)備的損壞明顯減少,實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革高效推進(jìn).近幾年來(lái),中心沒(méi)有發(fā)生任何大的安全環(huán)保責(zé)任事故,保障了實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)安全和師生的人身安全,保證了中心正常的教學(xué)和科研秩序.
05結(jié)語(yǔ)
高等學(xué)校生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中心安全環(huán)保內(nèi)涵豐富,涉及面廣,技術(shù)性強(qiáng),防范難度大,一旦發(fā)生安全事故都會(huì)造成不良后果,有的甚會(huì)釀成大的責(zé)任事故,因此,必須高度重視,警鐘長(zhǎng)鳴.我們一方面要牢固樹(shù)立&uot;防范勝于救災(zāi),隱患勝于明火,責(zé)任重于泰山&uot;的安全意識(shí),積極構(gòu)建&uot;制度完善、設(shè)施先進(jìn),培訓(xùn)到位&uot;的長(zhǎng)效機(jī)制,充分依靠廣大師生員工扎實(shí)做好實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保工作; 另一方面,以新理念和新方式推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保管理改革,將信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保深度融合,進(jìn)一步提升互聯(lián)網(wǎng)+ 背景下實(shí)驗(yàn)室安全環(huán)保信息化水平,為教學(xué)、科研和人才培養(yǎng)順利開(kāi)展創(chuàng)造良好學(xué)習(xí)和工作環(huán)境.
