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Product Center实验室系统工程
供气系统工程
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一、实验室用气体种类

      实验室常用的气体有精密分析仪器使用的高纯气体、化学反应实验使用的实验气体( 氯气 )及辅助实验使用的煤气、压缩空气等,气相色谱、气质联用、原子吸收、ICP等精密仪器使用的高纯气体主要有不燃气体(氮气、二氧化碳)、,惰性气体( 氢气、氦气 )、易燃气体( 氢气、乙炔 )、助燃气体 ( 氧气 )等。

      实验室用气主要由气体钢瓶提供,个别气体可由气体发生器提供。常用的钢瓶外部颜色区分及标志:氧气瓶( 天蓝色黑字 )、氢气瓶( 深绿色红字 )、氨气瓶( 黑色黄字 )、压缩空气瓶( 黑色白字 )、乙炔瓶(红色白字 )、二氧化碳瓶( 铝白黑字 )、氩气瓶( 灰色绿字 )、氦气瓶( 棕色 )。


二、实验室供气方式
      实验室供气系统按其供应方式可分为集中供气与分散供气。

1)分散供气是将气瓶或气体发生器分别放在各个仪器分析室,接近仪器用气点,使用方便,节约用气,投资少;但由于气瓶接近实验人员,安全性欠佳,一般要求采用防爆气瓶柜,并带报警功能与排风功能。报警器可分为可燃性气体报警器及非可燃性气体报警器。气瓶柜应设有气瓶安全提示标志,气瓶安全固定装置。


2)集中供气是将各种实验分析仪器需要使用的各类气体钢瓶,全部放置在实验室似外独立的气瓶间内,进行集中管理,各类气体从气瓶间以管道输送形式,按照不同实验仪器的用气要求输送到每个实验室不同的实验仪器上。整套系统包括气源集合压力控制部分( 汇流排 )、输气管道部分( EP级不锈钢管 )、二次调压分流部分( 功能柱 )以及与仪器连接的终端部分( 接头、截止阀 )。整套系统要求具有良好的气密性、高洁净度、耐用性和安全可靠性,能满足实验仪器对各类气体不间断连续使用的要求,并且在使用过程中根据实验仪器工作条件对整体或局部气体压力、流量进行全量程调整以满足不同的实验条件的要求。


集中供气可实现气源集中管理,原理实验室,保障实验人员的安全;但供气管道长,导致浪费气体,开启或关闭气源要到气瓶间,使用欠方便。


三、气瓶间及气瓶的安全规范
1)气瓶应专瓶专用,不能随意改装其他种类的气体。
2)气瓶室严禁靠近火源、热源、有腐蚀性的环境。
3)气瓶室必须使用防爆开关和灯具,周围禁止动用明火。
4)气瓶室应由通风设备,保持阴凉,气瓶室顶部应该留有泄流孔防止氢气的聚集。
5)空瓶与实瓶分区放置。气瓶室易燃易爆气瓶应该与助燃气瓶隔离。
6)瓶阀、接管螺丝和减压阀等附件完好齐全,无漏气,滑丝,表针松动等危险情况,各种气压表一般不得混用。

7)气瓶在存储、使用时必须直立放置,工作地点不固定且移动较频繁时,应固定在专用手推车上,防止倾倒,严禁卧放使用。


供气系统方法


一、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:
气瓶在集中存放时,必须将易燃气体与助燃气体分开存放;必须通风
助燃气体如:氧气、空气等易

燃气体如:乙炔、甲烷、氢气等


二、操作原理
实验室供气有二级减压和多级减压
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)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。

减压效果同二级减压效果差不多,但成本会更高。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。


三、阀门介绍
在选择减压阀的时候,允许压力变化范围、必须考虑气体的种类、最大气体用量和流速、管路的结构和使用场所等。
1、由于各种气体的用途不同,在材料的选择上也会有些不同,如:一般惰性气体阀体和阀芯用镀铬铜(也可以选择不锈钢)、乙炔和有腐蚀性的气体建议阀体和阀芯用不锈钢材料;
2、气体纯度为5.0、6.0的非腐蚀性、惰性气体材料建议选择镀铬铜阀体,不锈钢阀芯; 气体纯度为6.0的腐蚀性、有毒气体材料建议选择不锈钢阀体,不锈钢阀芯。 由于氧气的密度太浓,不同于其它惰性气体,在选择减压阀的时候应不同于其它气体
3、气瓶减压阀(一次减压阀)
根据用户使用气体的频率和用气量,气瓶减压阀又分为单瓶式减压和多瓶式减压,多瓶式减压又可分为半自动减压和全自动减压,其成本相应也会不同:
气瓶减压阀一般直接安装在气瓶上边(单瓶),也可以选择面板式安装在在墙上(双瓶或多瓶) .
注:气瓶减压阀一般进口压力控制200~300bar左右,出口压力为1.5/10,15/25/50bar左右,工作温度在-20~+50度,泄漏率为3.10-7mbar.l/s
4、终端减压阀
终端减压阀根据用户的安装方式,控制方式可以有很多种选择,如:
即一台仪器需要用到几种气体,就配几个终端减压阀,目前大多数实验室都采用这种方法(推存),压力稳定,流量也稳定。

即安装一个终端减压阀,之后通过接头分到每台仪器,这样做的成本会低些,但气体的压力和流量会受到一定的影响。终端减压阀根据美观和用户需要,可以安装在墙上边,也可以安装在工作台上边,等等 。


四、实验室气体报警
一个现代化的实验室,安全必须放在首位。由于气瓶全部是集中存放,方便用户集中检查,节省成本和操作时间的同时,也当然存在安全隐患,但如果预警措施、安全措施到位的话,危险是可以避免的!为用户节省些不必要的损失:
a) 气体泄漏报警装置
b) 易燃气体报警
如果是集中存放的话,可以节少成本,用户只需在实验室的角落安装一个气体泄漏报警/易燃气体探头,如果气瓶房气体发生泄漏的话,感应探头会即刻将信号传至中心实验室的液晶显示瓶上,并发出预警的声音,这样用户就可以发即时维修。
c) 低压报警

当用户在实验室工作时,需要知道气体是否快要用尽,气瓶压力是否足够,这对实验室实现不间断气体供应是很重要的;


五、实验室一些配件说明
冲洗阀:就是对气阀和管道进行高压冲洗,当遇到压力和流量不稳定时,有可能是管道长时间使用,杂质堵住了管道,这时就需要对管道进行高压冲洗(装在气瓶减压阀端),确保管路终端气体的纯度。
截止阀:即开关阀,装在气瓶减压阀和气瓶之间,更好的控制气阀接口的气体泄漏,也可以装在仪器端,当开关阀使用

流量计:用于调节气体流量


六、实验室集中供气的优点
* 减少气瓶的租金,采用集中供气,可减少对气瓶数量的要求,从而节省气瓶的租用成本
* 无气瓶在实验室,可提高安全性、提高安全感、节省实验室操作空间
* 保持气体纯度;
* 不间断气体供应,系统可以以手动方式和自动方式在气瓶之间进行切换,保证气体连续供应
* 低压警示,当气压低于警报限时,报警装置可自动启动报警
* 气体压力稳定,系统采用两级减压方式供气,可得到非常稳定的压力
* 高效率,通过供气控制系统,可充分使用气瓶中的气体,减少残气余量,降低用气成本
* 操作简便,所有气瓶存放在同一位置,减少搬运安装的操作,节约时间和成本费用
* 方便检查和维修
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