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安裝調試：標準化管路施工，氣密性檢測達標
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實驗室供氣系統是保障實驗安全、氣體純度和穩定供應的核心基礎設施，其建設需綜合考慮氣體特性、實驗需求、安全規范及長期運維。
本方案針對實驗室氣體供應需求，設計一套集氣體儲存、管道輸送、安全控制、智能監測于一體的集中供氣系統，滿足以下核心目標：
安全性：符合GB50016-2014、GB50316-2000及JGJ91-2019標準，確保易燃、有毒氣體零泄漏。
穩定性：通過集中供氣與VAV變風量通風系統聯動，保障氣體壓力穩定（±5%誤差）。
可擴展性：預留氣體種類及流量擴展接口，適應未來實驗需求變化。
智能化：集成氣體泄漏報警、壓力監測、自動切換等功能，實現遠程監控與管理。
實驗室類型：化學分析實驗室（需氮氣、氬氣、氫氣）、生物實驗室（需二氧化碳、氧氣）。
氣體參數：
氮氣（N?）：流量500L/min，壓力0.8MPa；
氫氣（H?）：流量200L/min，壓力0.5MPa（防爆等級ExdⅡBT4）；
二氧化碳（CO?）：流量100L/min，壓力0.3MPa。
用氣點分布：
化學分析區：6個通風柜（氮氣、氬氣）、2個萬向排氣罩（氫氣）；
生物培養區：4臺培養箱（二氧化碳）、1臺質譜儀（氦氣）。
1. 氣體儲存系統
儲罐選擇：
氮氣、氬氣：40L高壓無縫鋼瓶（壓力15MPa），配防爆氣瓶柜；
氫氣：專用防爆儲罐（容積1m3，壓力1.6MPa），配放空管及靜電接地裝置；
二氧化碳：低溫儲罐（容積0.5m3，壓力2.2MPa），配安全閥及液位計。
儲存環境：
氣瓶間獨立設置，通風換氣次數≥12次/h，防爆電氣設計（燈具、開關防爆等級ExdⅡCT6）；
儲罐標識清晰，標明氣體名稱、壓力、危險性質及應急聯系方式。
2. 管道輸送系統
管道材料：
氮氣、氬氣：316L不銹鋼電拋光管（316LEP，內壁粗糙度Ra≤0.8μm）；
氫氣：無縫鋼管（內表面鍍鋅處理，厚度≥3mm）；
二氧化碳：PTFE襯里管道（耐低溫，-50℃至150℃）。
連接方式：
主干管道采用氬弧焊焊接（焊縫內壁無瘢痕），分支管道采用VCR金屬密封連接；
高純氣體管道需在潔凈室焊接，并進行內壁鈍化處理（硝酸鈍化，濃度20%，時間30分鐘）。
布局設計：
管道沿墻或吊頂明敷，坡度≥0.3%（氫氣管道坡向放空管）；
平行敷設時，氫氣管道與氧氣管道間距≥0.5m，分層敷設時氫氣管道位于上層；
末端設壓力表（精度0.25級）、減壓閥（壓力調節范圍0-1MPa）及緊急切斷閥（響應時間≤3秒）。
3. 安全控制系統
泄漏檢測：
氫氣、二氧化碳區域安裝氣體探測器（檢測限≤1ppm），聯動聲光報警及緊急切斷閥；
管道連接處采用氦質譜檢漏法（靈敏度≤1×10??mbar·l/s），年泄漏率≤0.1%。
通風與防爆：
氣瓶間設置防爆軸流風機（換氣次數≥12次/h），氫氣管道接地電阻≤4Ω；
易燃氣體管道禁用銅質閥門，采用不銹鋼球閥（耐壓等級≥1.6MPa）。
壓力控制：
主干管道設安全閥（整定壓力1.2倍設計壓力），減壓閥選型匹配氣體瓶閥接口（如氫氣用W21.8左旋）。
4. 智能監測系統
數據采集：
安裝壓力傳感器（量程0-1.6MPa，精度0.1%）、流量計（渦街式，量程0-1000L/min）；
氣體探測器數據接入樓宇自控系統（BAS），實時顯示濃度、壓力、流量參數。
聯動控制：
泄漏報警時，3秒內關閉對應氣瓶閥及緊急切斷閥，啟動通風系統；
供氣壓力低于0.3MPa時，自動切換至備用氣瓶組，并發聲光提示。
1. 施工準備
技術交底：與實驗室人員確認氣體種類、流量、壓力參數及用氣點分布，明確氣瓶間位置（獨立設置，防爆等級≥2小時）。
材料驗收：核查管道材質證明書、閥門檢驗報告、防爆設備合格證，確保鍍鋅鋼管切口平整度≤3mm。
現場準備：氣瓶間地面做防爆處理（環氧樹脂涂層，厚度≥2mm），實驗臺區域預留管道穿墻套管（套管內無焊縫）。
2. 管道安裝
預制與加工：采用機械割管刀切割管道，切口傾斜度≤管徑0.05且≤1mm，內壁無毛刺；不銹鋼管道冷彎（彎曲半徑≥5倍管徑），避免褶皺。
連接與焊接：
高純氣體管道：鎢極氬弧焊（GTAW）打底，手工電弧焊（SMAW）蓋面，焊縫內壁無瘢痕；
普通管道：對接焊縫間隙≤2mm，錯邊量≤壁厚10%；
法蘭連接：法蘭平行度偏差≤1.5%外徑且≤2mm，螺栓穿入方向一致，墊片采用聚四氟乙烯。
布局與固定：
主干管道沿墻或吊頂明敷，支架間距：管徑≤50mm時≤2m，管徑＞50mm時≤3m；
分支管道從主干管頂部引出，末端設排污閥；
管道穿墻處加套管，套管內填充防火密封膠，氣瓶間與實驗區管道分層敷設時，氫氣管道位于上層。
3. 設備安裝與調試
調壓裝置：一級減壓閥（氣瓶間）設定壓力≤1MPa，二級減壓閥（實驗臺）設定至儀器需求壓力（如質譜儀需0.1MPa）；
終端模塊：實驗臺安裝針閥、快速接頭及壓力表，接口朝下并配備防塵帽；
自動切換系統：并聯氣瓶組配置自動切換裝置，主瓶壓力≤0.5MPa時備用瓶啟動，切換時間≤5秒；
系統調試：
氣密性測試：管道內充入高純氮氣至0.5MPa，保壓30分鐘，無可見氣泡；
壓力測試：管道內充氮氣至1.5倍設計壓力，保壓10分鐘無泄漏；
潔凈度驗證：采用高純氮氣連續吹掃（流速≥20m/s），末端白布檢測無雜質。
防爆設計：
排風管道穿越防火墻時設置防火閥（70℃熔斷關閉）；
處理易燃氣體時，風機及電機采用防爆等級ExdⅡBT4，電纜穿管保護。
應急處理：
通風柜設置緊急排風按鈕，按下后3秒內達到大排風量；
排風系統故障時，聯動關閉供氣系統并啟動備用風機。
維護管理：
每月檢查通風柜密封性，每年進行ASHRAE110標準測試（泄漏濃度≤0.05ppm）；
濾網更換周期：初效3個月，中效6個月，高效（HEPA）12個月。
驗收標準：
符合GB50235-2010《工業金屬管道施工規范》、GB50316-2000《工業金屬管道設計規范》及JGJ91-2019要求；
提交材料：管道材質證明、焊接記錄、壓力測試報告、氣密性檢測報告、安全閥校驗記錄。
標識與檔案管理：
管道標識：黃色（可燃）、綠色（惰性）、紅色（氧化性）標識氣體種類，箭頭標明流向；
建立管道巡檢記錄（每季度一次）、設備保養日志（每月一次）、應急演練記錄（每年兩次）。
培訓與移交：
對實驗室人員進行操作培訓，內容涵蓋：氣體鋼瓶更換流程、緊急泄漏處理、日常巡檢要點；
移交文件：系統竣工圖、操作手冊、質保承諾書（管道系統質保期≥2年）。
安全可靠：多重泄漏檢測及防爆設計，符合國際高標準；
穩定高效：集中供氣確保壓力穩定，VAV系統大幅節能；
智能管理：環境數據實時監控，故障自動報警，降低運維成本；
兼容性強：可與實驗室通風系統聯動，避免氣體交叉污染。
附圖：實驗室供氣系統整體布局示意圖
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