为何实验室供气系统会被现代供气方式广泛采用

实验室供气系统以其操作简单，气流平稳，使用安全，运行费用低等优点，成为目前广泛采用的现代供气方式。它主要由气源转换、供气管道、压力调节、用气点、监测报警等部分组成。

一是集中供气的优势。

在实验室中，某些仪器或设备的工作需要各种不同的气体供应，通常使用的气体有高纯氧、氮、氩、氢、氦气、甲烷、乙炔、二氧化碳，以及混合气体等，甚至有些设备中也可能使用有毒有害气体。一些气体被用来作为仪器的驱动控制，例如压缩空气。

实验供气方式有两种，一种是传统的分散式气瓶供气，这种气瓶供气方式是将气瓶分别配置在各仪器设备上，以满足各仪器设备的不同需要。二是以储气罐、杜瓦瓶、气体发生器等为气源，配置气体发生系统或自动开关或手动开关等系统，实现气体的连续供应，通过不锈钢耐压管道将气体输送至用气方，各端口的压力和流量可按仪器要求分别控制，满足各种仪器的使用要求。

实验用水集中供气系统的主要优点有：

(1)稳定压强良好。通过二级减压或多级减压，可以实现集中供气，达到较好的稳压效果。举例来说，在系统二级减压之后，加上仪器内部的调压装置(可以说是三级稳压)，进入仪器的气体就能确保满足仪器的使用要求。

二、保证气体的纯净。载气通过大型储罐和输送管道输送到仪器上，单向阀安装在储罐出口，避免了储罐更换时气液混入，此外，在高压段之后安装压力释放开关球阀，使多余气液排出，以保证气体纯度。

三、加强安全保障。普通瓶装气体充气压力为14MPa/cm2或更大，集中供气可按需降低系统压力，且远离试验区，增加了使用安全。此外，集中供气可以把空气压缩机安置在供气室，减少了压缩机产生电火花的安全隐患，也避免了室内噪音的干扰。

四、改善工作环境。取消实验室气源，如气缸、空气压缩机等，减少了实验室的占地面积，方便了实验室设备的配置，避免了实验室操作者在一处造成的混乱和不便。

(5)减少运营费用。采用集中供气方式，可采用储气容量大的液体储罐供气，大大降低了采购成本，减少了更换气瓶和储罐的频繁次数，节省了劳动成本，减轻了维修人员的劳动强度，便于管理、维修和保养。

(6)不断及时。集气系统采用手动、半自动或全自动切换系统，平时各集气源为一开一备状态，可根据仪表工作条件，调整局部或整体气压、气量，保证仪表用气的流量和压力的稳定性、持续性，同时保证量值传递不变。

二、集中供气系统设计。

2.1设计基础

实验室供气系统设计应符合《工业金属管道设计规范》GB50316-2000，《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-2010，《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2010，《氧气站设计规范》GB50030-2013，《氢气站设计规范》GB50177-2005，《城镇燃气设计规范(附条文)》GB50028-2006，《工业企业煤气安全规程》GB6222-2005等标准和规程的要求。

2.气瓶室。

中央燃气系统需要规划设计一个独立的气瓶室，根据实验室的布局和用气情况，在实验室的每层或几层上设计一个气瓶室，也可以在实验室的外部设计一个供整个实验室供气的气瓶室，并在钢瓶储存区合理布置，保持易燃容器与助燃容器之间的安全距离。

空气瓶室内墙宜采用实心结构，门应设计为防爆门，安装防爆灯和风扇，以防事故发生，减少室内破坏。储罐屋内不宜吊顶。在气瓶室中还应设置漏气、低压换气报警设施和排风装置，并在设计中考虑到防雷、防静电和空调设备等因素。为确保气体纯度和压力的稳定，需采用多段减压方式供气，宜设置气路吹扫、排空、杂质过滤、水汽净化等装置，有条件时可采用双源自动切换方式供气。

2.3管道设计

(1)通用实验室按标准单元组合设计，各种煤气管道也应按标准单元组合设计。

根据实验室的用气量，计算出所有气体的供气压力、流量和管路内径，原则上，所有气体的管路长度不小于9.52毫米。原则上管端不少于6.35mm。

(3)如氢、氧和乙炔甲烷等管道以及引入实验室的各种气体管道支管的敷设。当可燃气体氢、氧和乙炔甲烷敷设在管道井、管道技术层内时，应设置通风装置，保证每小时换气1~3次。

四、需穿过实验室墙壁或楼板之处，应设预埋套管，套管通过时，套管内之管段不得焊接。管子和套管之间要用不燃烧的材料封紧。

(5)氢、氧管道的末端及处应设放空管。放空管应位于层顶以上2m处，并设于防雷保护区域内。氢管线上还应设置采样口和吹扫口。放空管、采样口和吹扫口位置应能满足管道中气体吹扫置换的要求。

(6)氢、氧管道应具有静电导引接地装置。其他需要接地的管道，其接地方式和跨接方式应符合现行有效的标准。

(7)管道的铺设应考虑到以下几个方面：

②干气管道宜水平布置，如气体中含水率较高时，其管道应设置为≤0.3%坡度，坡度朝向冷凝液收集器方向；

2其他气体管道需与氧气管道同架安装时，管子之间的间距≤0.25m。除氢气管道外，氧气管道应高于其他管道。

③氢气管道与易燃气体管道平行安装时，管道间的间距不能小于0.50m，管道交叉时不能小于0.25m，分层铺设时，氢气管道应位于上方。

在气体管道中，每隔1.5米左右需要安装一个支架。此外，还可以根据气体管道的弯头直径，设置适当的支撑位置。

内部敷设氢气管道时，不可直接埋于地下，也不可布置在地沟内，避免直接通过不使用氢气的房间。

(c)气瓶与调整器之间应安装有耐高压金属软管，管路与阀件的连接应安装有高压双卡套接头，以方便零件的修理和更换。

2.4选材。

实验室供气系统方案中选材的基本原则是：一是不应选用非金属材料，二是不吸附气体，不产生气体，三是不产生颗粒。当输送气体的纯度达到99.99%时，一般气体管道应采用不锈钢管、铜管或无缝钢管；管道和设备的连接部位应采用金属管道，如选用非金属软管，宜采用聚四氟乙烯管、聚氯乙烯管等工程塑料管，而不应采用乳胶管；氢气和氧气管道所用的部件、仪表应为该介质的专用产品，不应使用其他替代材料。其他元件也应提供设计建议，如输送阀与氧接触部采用不燃烧材料，密封圈采用非有色金属、不锈钢、镍基合金等材料；管道接口法兰垫片应根据管道中所输送的气体确定；管道固定件(管夹)应采用耐高温金属材料，且坚固、轻巧、耐用。

2.管路连接

燃气系统的连接应符合GB50236-2011《现场设备及工业管道焊接工程施工规范》中的有关规定。管路连接应采用法兰连接或焊接等方法。