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实验室供气系统根据供应方式分为分散供气与集中供气。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，其优点是使用方便、节约用气、投资少，但气瓶接近实验人员，安全性欠佳，一般要求采用防爆气瓶柜，并配备报警功能与排风功能。集中供气则是将各类气体钢瓶全部放置在实验室以外独立的气瓶间内，通过管道输送到各个实验仪器上，具有气源集中管理、保障实验人员安全、气流稳定等优点，但供气管道长，浪费气体，开启或关闭气源较不便。
1.供气模式选择
集中供气系统：适用于多气体、多仪器的实验室，将气瓶集中存放于独立气瓶室，通过管道输送至各用气点。优势包括：
安全性：气瓶远离实验区，减少泄漏风险；配备防爆门、防爆灯、泄漏报警及排风系统。
稳定性：多级减压装置确保压力波动≤±10%，并通过气路吹扫、过滤装置保障气体纯度。
经济性：减少气瓶更换频率，降低运输及管理成本。
分散供气补充：对于临时或低用量气体（如特种气体），可采用防爆气瓶柜就近供气，需配备独立排风及报警装置。
2.气源与储存
气瓶室设计：
选址：独立建筑，远离明火及人员密集区，优先选择通风良好的区域（如实验室西侧，避开冬季主导风向东北风）。
建筑要求：
实体墙+防爆门，耐火等级≥二级；地面采用防静电、防滑材料。
机械通风系统（防爆风机），每小时换气次数≥12次，排风口远离新风入口及人员活动区。
配备可燃/有毒气体探测器、紧急切断阀及自动喷淋系统。
气瓶管理：
分类存放：易燃（如H₂）与助燃（如O₂）气体间距≥5米，腐蚀性气体单独隔离。
气瓶直立固定，空瓶与满瓶分区标识，设置防倾倒链。
二、管道系统设计
1.材料选择
普通气体（N₂、Ar）：316L不锈钢管（BA级），内壁粗糙度≤0.25μm，抗腐蚀且不吸附气体。
腐蚀性气体（HCl、Cl₂）：PTFE内衬管或哈氏合金，避免材料与气体反应。
易燃气体（H₂、CH₄）：不锈钢管，管道接地（电阻＜4Ω），防止静电积聚。
高纯度气体（电子级）：EP级不锈钢管，配备气体净化装置（过滤杂质、水分）。
2.管道布局
路径规划：
主管道沿技术层或管道井敷设，支管明敷且走向清晰，便于维护及泄漏检测。
氢气、氧气等管道远离热源，与电气线路间距≥0.5米。
坡度与支撑：
含水分气体管道坡度≥0.3%，坡向冷凝液收集器；干燥气体水平布置。
管道每隔1.5米设支架固定，穿墙处采用防火封堵。
3.压力控制
减压系统：
一级减压：气瓶出口设双级减压阀，将高压（15MPa）降至11.5MPa，氢气等易燃气体必须采用双级减压。
二级减压：终端设备前设精密减压阀，输出压力0.20.5MPa，带压力显示及调节功能。
切换装置：半自动切换汇流排，主气瓶耗尽后自动切换备用瓶，确保供气不间断。
1.泄漏检测与报警
气体探测器：
气瓶室及实验室关键位置（如通风柜）安装可燃/有毒气体传感器，与防爆排风扇联动。
探测器安装高度：比空气重的气体（如Cl₂）距地面0.30.6米；轻的气体（如H₂）距天花板0.51米。
紧急切断：
气瓶室设远程切断阀，实验室入口设手动切断开关，紧急情况下可快速关闭气源。
2.防火防爆措施
管道安全：
易燃气体管道末端设阻火器，放空管高出屋顶2米以上并接入防雷保护区。
管道系统接地，防静电跨接。
电气设备：气瓶室采用防爆灯具及开关，禁止非防爆电器进入。
3.应急响应
应急预案：制定气体泄漏、火灾等处置流程，定期演练；配备正压式呼吸器、洗眼器等应急设备。
消防设施：气瓶室配置干粉灭火器、沙箱，实验室设自动喷水灭火系统及火灾报警装置。
极端高温（4245℃）：
气瓶室设空调或遮阳措施，避免阳光直射导致气瓶压力升高。
管道采用耐高温材料（如316L不锈钢），必要时增加隔热层。
极端低温（19.7℃）：
管道伴热：对于易液化气体（如CO₂），采用电伴热或蒸汽伴热，维持温度≥气体沸点。
气瓶室供暖：冬季保持室温≥5℃，防止阀门冻结。
五、控制系统与智能化
1.自动化控制
PLC控制系统：实时监测各气路压力、流量，自动调节减压阀状态，异常时触发报警并切断气源。
远程监控：通过物联网平台（如诚创气体安全物联网）实现手机APP远程查看数据及控制阀门。
2.数据记录
系统自动记录压力、流量、报警事件等数据，存储周期≥1年，便于追溯及维护。
1.合规性依据
遵循《建筑设计防火规范》（GB50016）、《氧气站设计规范》（GB50030）、《氢气站设计规范》（GB50177）等国家标准。
郑州地方要求：气瓶室需通过消防验收，提交《建设工程消防验收法律文件》及《压力容器使用证》等。
2.验收流程
施工阶段：管道安装后进行气密性测试（压力≥1.5倍工作压力，保压30分钟无泄漏）。
验收阶段：联合消防、质监部门进行现场检查，重点验证通风、报警、切断等功能。
物理化学实验室：采用316L不锈钢管道，氢气气路设阻火器及泄漏报警，气瓶室独立通风。
动力电池实验室：防爆设计，废气处理系统采用“旋流塔+活性炭吸附”，确保VOCs达标排放。
安全性高：多重泄漏检测及防爆设计，符合严格规范。
稳定性强：集中供气确保压力稳定，减少实验误差。
管理便捷：分区控制及智能监测降低运维成本。
本方案结合地区环境、法规及实验室需求，采用集中供气为主、分散供气为辅的模式，通过多级减压、智能监控、防爆设计及气候适应性措施，确保气体供应的安全、稳定与高效。施工及验收需严格遵循国家标准及地方规范，定期维护以延长系统寿命。
河南中润实验室工程公司专注于实验室气路系统设计规划、气路施工、储气安全设备配置、实验室气路维护保养等实验室气路建设服务。
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