基本概念
實驗室集中供氣系統的使用越來越普遍。它主要是由氣源,切換裝置,調壓裝置,終端用氣點,監控及報警裝置組成。實驗室集中供氣就是將所有氣瓶集中存放在氣瓶房,通過氣瓶減壓閥將氣體輸送到各個實驗室(即儀器端)。氣瓶在集中存放時,必須將易燃氣體與助燃氣體分開存放,必須通風。
易燃氣體如:乙炔、甲烷、氫氣等。
助燃氣體如:氧氣、空氣等。
當代大多數實驗室中的各種分析儀器如色譜儀或質譜儀都需要連續使用載氣和燃料氣,因此實驗室的運行需要考慮如何將這些氣體供給到實驗室中,可以用高壓鋼瓶、集中供氣系統或綜合上述幾種方法來進行供氣?;诎踩托室蛩?,集中供氣系統變得越來越普遍,并成為當今實驗室設備中高純氣體的可靠連續的供應源。在某些情況下,當地消防規范建議甚至要求將主要的氣體源如鋼瓶和液體儲槽放置在工作區外的指定區域,然后將氣體通過管道系統輸送至廠房內,并可通過安裝在工作臺上的使用點二級減壓器方便地調節壓力和流量。
閥門配置
實驗室供氣有二級減壓和多級減壓。
二級減壓即氣瓶端采用一級減壓閥和末端采用二級減壓閥來達到二級減壓的目的。實驗室一般推薦采用二級減壓,這樣可以保證氣體的純度和節約成本,也能達到多級減壓的效果(推薦)。
多級減壓即氣瓶端采用一級減壓閥或多級減壓閥和末端采用二級減壓閥或多級減壓閥來達到多級減壓的目的。減壓效果同二級減壓效果差不多,但成本會更高。
實驗室供氣系統有一級減壓閥、二級減壓閥、截止閥、流量計等。
在選擇減壓閥的時候,必須考慮氣體的種類、允許壓力變化范圍、最大氣體用量和流速、管路的結構和使用場所等。
a)由于各種氣體的用途不同,在材料的選擇上也會有些不同,如:一般惰性氣體閥體和閥芯用鍍鉻銅(也可以選擇不銹鋼)、乙炔和有腐蝕性的氣體建議閥體和閥芯用不銹鋼材料;
b)氣體純度為5.0(99.999%)、6.0(99.9999%)的非腐蝕性、惰性氣體材料建議選擇鍍鉻銅閥體,不銹鋼閥芯; 氣體純度為6.0(99.9999%)的腐蝕性、有毒氣體材料建議選擇不銹鋼閥體,不銹鋼閥芯; 由于氧氣的密度太濃,不同于其它惰性氣體,在選擇減壓閥的時候應不同于其它氣體;
c)氣瓶減壓閥(一次減壓閥) 根據用戶使用氣體的頻率和用氣量,氣瓶減壓閥又分為單瓶式減壓和多瓶式減壓,多瓶式減壓又可分為半自動減壓和全自動減壓,其成本相應也會不同。 氣瓶減壓閥一般直接安裝在氣瓶上邊(單瓶),也可以選擇匯流排安裝在墻上(雙瓶或多瓶)。
注:氣瓶減壓閥一般進口壓力控制在200~300bar左右,出口壓力為1.5/10,15/25/50bar左右,工作溫度在-20~+50度,泄漏率為3.10-7mbar.l/s
d)終端減壓閥
終端減壓閥根據用戶的安裝方式,控制方式可以有很多種選擇:
一臺儀器需要用到幾種氣體,就配幾個終端減壓閥,目前大多數實驗室都采用這種方法(推存),壓力穩定,流量也穩定;
安裝一個終端減壓閥,之后通過接頭分到每臺儀器,這樣做的成本會低些,但氣體的壓力和流量會受到一定的影響。
終端減壓閥根據美觀和用戶需要,可以安裝在墻上邊,也可以安裝在工作臺上邊等等。建議終端減壓閥統一安裝在實驗臺功能柱中。
截止閥:即開關閥,裝在氣瓶減壓閥和氣瓶之間,更好的控制氣閥接口的氣體泄漏,也可以裝在儀器端,當開關閥使用。
流量計:用于調節氣體流量。
實驗室氣體報警
一個現代化的實驗室,安全必須放在首位。由于氣瓶全部是集中存放,方便用戶集中檢查,節省成本和操作時間的同時,也當然存在安全隱患,但如果預警措施、安全措施到位的話,危險是可以避免的!
氣體泄露報警裝置 如果氣瓶是集中存放的話,可以減少成本,用戶只需在實驗室的角落安裝一個氣體泄漏檢測探頭,如果氣瓶房氣體發生泄漏的話,感應探頭會即刻將信號傳至中心實驗室的液晶顯示屏上,并發出預警的聲音,這樣用戶就可以即時維修。 低壓報警 當用戶在實驗室工作時,需要知道氣體是否快要用盡,氣瓶壓力是否足夠,這對實驗室實現不間斷氣體供應是很重要的。
實驗室集中供氣的特點 它的特點主要體現在三個方面:安全、經濟和純度。
安全: 即使仍然使用鋼瓶供氣,但鋼瓶被放置在工作區外的一個安全區域,使用者可以通過配備的遠程切斷系統在緊急狀況下切斷氣體供應。鋼瓶儲存區的合理布置可以保持可燃性容器和助燃性容器間的安全間距。鋼瓶的操作必須由培訓合格的人員來操作以減少重大事故發生的機率。
經濟性:建一個集中的氣瓶間可以節省有限的實驗室空間,更換鋼瓶時不需要切斷氣體,保證氣體的連續供應。使用者只需管理較少的鋼瓶,支付較少的鋼瓶租金,因為使用同一氣體的所有使用點來自于同一個氣源。此種供應方式最終會減少運輸費用,減少退還給氣體公司的空瓶中的余氣量,以及良好的鋼瓶管理。
純度:可吹掃的減壓器面板可以保持氣體的指定純度,鋼瓶更換頻率的減少導致雜質進入系統的機率降低。
實驗室供氣系統廣泛應用于:科研、教學機構;檢驗、檢疫機構;化工、電子、醫藥、食品等行業。
實驗室集中供氣的優點
1、保持氣體純度;
2、不間斷氣體供應,系統可以以手動方式和自動方式在氣瓶之間進行切換,保證氣體連續供應;
3、低壓警示,當氣壓低于警報限時,報警裝置可自動啟動報警;
4、氣體壓力穩定,系統采用兩級減壓方式供氣,可得到非常穩定的壓力;
5、高效率,通過供氣控制系統,可充分使用氣瓶中的氣體,減少殘氣余量,降低用氣成本;
6、操作簡便,所有氣瓶存放在同一位置,減少搬運安裝的操作,節約時間和成本費用;
7、減少氣瓶的租金,采用集中供氣,可減少對氣瓶數量的要求,從而節省氣瓶的租用成本;
8、無氣瓶在實驗室,可提高安全性、提高安全感、節省實驗室操作空間;
9、方便檢查和維修。