實驗室集中供氣係統由於(yu) 操作簡單、氣流穩定、使用安全、運行成本低等特點，已作為(wei) 當前廣泛使用的現代供氣方式。其係統主要由氣源切換、供氣管道、調壓裝置、用氣點、監控及報警等係統組成。實驗室集中供氣係統涉及到管道如何布置、材料質量及規格如何選用、各階段安裝步驟和要求、工程驗收等方麵工作，一個(ge) 好的實驗室集中供氣係統的設計需要統一考慮氣體(ti) 使用的安全性、便利性、以及管理和維護等問題，同時要考慮到實驗室今後發展的需要，對於(yu) 特殊氣體(ti) 還要考慮特殊的技術解決(jue) 方案。因此，在實驗室集中供氣的設計時需要統籌規劃，結合用戶的實際情況，按照相關(guan) 標準和規範進行設計。
1 集中供氣係統優(you) 點
實驗室一些儀(yi) 器或設備的工作都需要各種各樣的氣體(ti) 供應，通常使用氣體(ti) 的種類有高純氧氣、氮氣; 氬氣、氫氣、氦氣; 甲烷、乙炔、二氧化碳、，還有混合氣體(ti) 等甚至還有些設備還會(hui) 用到有毒有害氣體(ti) 。有些氣體(ti) 用於(yu) 儀(yi) 器設備的驅動控製，如壓縮空氣。實驗室供氣的方式有兩(liang) 種，一種是傳(chuan) 統的獨立鋼瓶分散供氣模式，這種供氣模式為(wei) 每台儀(yi) 器設備單獨配置氣體(ti) 鋼瓶，分別滿足每台儀(yi) 器設備的使用。另一種模式為(wei) 集中供氣模式，該方式以儲(chu) 氣罐、杜瓦瓶、氣體(ti) 發生器等作為(wei) 氣源，配置氣體(ti) 發生係統或自動切換或手動切換等係統，實現氣體(ti) 的不間斷供應，通過耐壓不鏽鋼管道將氣體(ti) 輸送到用氣端，每個(ge) 端口的壓力和流量可以按照儀(yi) 器的要求進行單獨控製，滿足各種儀(yi) 器設備的使用要求。實驗室集中供氣係統的主要優(you) 點表現在以下幾個(ge) 方麵。
( 1) 穩壓效果好。集中供氣可采用二級減壓或多級減壓方式獲得較好的穩壓效果。例如，係統二級減壓後，加上儀(yi) 器內(nei) 部的調壓裝置，可以說是三級穩壓，氣源在一級減壓後，主管路上保持較高壓力，便於(yu) 遠距離管道輸送，在儀(yi) 器前端采用二級低壓国际伟德1946，將壓力調整到儀(yi) 器工作範圍內(nei) ，再進入儀(yi) 器內(nei) 部的壓力調整後，進入儀(yi) 器的氣體(ti) 能夠確保達到儀(yi) 器使用要求。
( 2) 保證氣體(ti) 純度。通過大型的儲(chu) 罐( 液壓) 和輸送管道將載氣輸送給儀(yi) 器，在儲(chu) 罐出口安裝有單向閥，可避免更換儲(chu) 罐時空氣或水分混入，另外，還可在高壓段之後安裝有泄壓開關(guan) 球閥，將多餘(yu) 的空氣或水分排放，從(cong) 而保證氣體(ti) 的純度。
( 3) 安全性提高。一般瓶裝氣體(ti) 的充氣壓力大於(yu) 或等於(yu) 14MPa/cm2，集中供氣可根據需要降低係統壓力，而且遠離實驗區域，提高了使用的安全性。另外，集中供氣可將空氣壓縮機安放在供氣室內(nei) ，減少壓縮機產(chan) 生電火花帶來的安全隱患，並可避免噪音對實驗室的幹擾。
( 4) 改善工作環境。實驗室內(nei) 鋼瓶、空壓機等供氣源的取消減少了占地麵積，便於(yu) 實驗室設備和設施的布置，避免了其與(yu) 實驗室操作人員在一處造成的混亂(luan) 和不便。
( 5) 降低運行成本。集中供氣係統可采用儲(chu) 氣量較大的液態儲(chu) 罐供氣，可大大節省采購成本，減少更換氣瓶、氣罐的頻次，節省勞動成本，減輕了維護人員的勞動強度，便於(yu) 管理、維修和保養(yang) 。
( 6) 持續和及時。集中供氣係統采用手動、半自動或全自動切換係統，平時每個(ge) 供氣源為(wei) 一開一備狀態，可根據儀(yi) 器工作條件對局部或整體(ti) 氣體(ti) 壓力、流量進行調節，能保證儀(yi) 器用氣的流量和壓力的穩定性、持續性，也能保證量值傳(chuan) 遞不發生變化。
( 7) 擴展性靈活。集中供氣管道上可預留接氣點以及能夠擴展的點，並安裝控製開關(guan) 或堵頭，方便擴展。所有用氣的儀(yi) 器前端均裝控製閥。因此，可以在不影響其他儀(yi) 器正常工作的情況下，擴展新的用氣端點。
2 集中供氣係統設計
2．1設計依據
集中供氣係統的設計應符合《工業(ye) 金屬管道設計規範》GB 50316－2000、《工業(ye) 金屬管道工程施工及驗收規範》GB 50235－2010、《現場設備、工業(ye) 管道焊接工程施工及驗收規範》GB 50236－2010、《氧氣站設計規範( 附條文說明) 》GB 50030－2013、《氫氣站設計規範( 附條文說明) 》GB 50177－2005、《深度冷凍法生產(chan) 氧氣及相關(guan) 氣體(ti) 安全技術規程》GB 16912－2008、《氫氣使用安全技術規程》GB 4962－
2008、《壓縮空氣站設計規範( 附條文說明) 》GB 50029－2014、《潔淨廠房設計規範( 附條文說明) 》 GB 50073 － 2013、《城鎮燃氣設計規範( 附條文說明) 》GB 50028－2006、《工業(ye) 企業(ye) 煤氣安全規程》GB
6222－2005 等標準及規程的要求。
2．2氣瓶室
集中供氣係統需要規劃設計一個(ge) 獨立的氣瓶室，根據實驗室的布局和用氣情況在實驗室的每層或幾層設置一個(ge) 氣瓶室，也可在實驗室外部設計一個(ge) 為(wei) 整個(ge) 實驗室供氣的氣瓶室，鋼瓶儲(chu) 存區應合理布置，保持可燃性容器和助燃性容器間的安全間距。氣瓶室牆宜采用實體(ti) 結構，門應設計為(wei) 防爆門，安裝防爆燈以及防爆風機，萬(wan) 一發生事故可減少實驗室區域的破壞性。存放鋼瓶屋內(nei) 不宜吊頂。氣瓶室內(nei) 還應設有氣體(ti) 泄漏、低壓換氣報警設施，及排風裝置，同時設計時還應考慮防雷、防靜電、空調設備等設施。為(wei) 了保證氣體(ti) 純度和壓力的穩定性，需采用多級減壓方式供氣，宜設置氣路吹掃、排空、雜質過濾、水分和油汽淨化等裝置，有條件的可采用雙氣源自動切換模式供氣。
2．3管線設計
( 1) 按標準單元組合設計的通用實驗室，各種氣體(ti) 管道也應按標準單元組合設計。
( 2) 根據實驗室用氣量，計算供氣壓力、流量和管 道 內(nei) 徑，所 有 氣 體(ti) 主 管 道 原 則 上 不 低 於(yu) 9. 52mm (  in，儀(yi) 器空氣管道直徑為(wei) 12．7mm) 。管道末端，原則上不低於(yu) 6．35mm(  in，也可根據實際使用量而定) 。
( 3) 氫氣、氧氣和乙炔甲烷等管道以及引入實驗室的各種氣體(ti) 管道支管明敷。在管道井、管道技術層內(nei) 敷設有可然氣體(ti) 氫氣、氧氣和乙炔甲烷等管路時，應有通風裝置保證有每小時( 1～3) 次的換氣次數150。
( 4) 需穿過實驗室牆體(ti) 或樓板的部位應設有預埋套管，管路經套管穿過，套管內(nei) 的管段不應有焊接。管道與(yu) 套管之間應采用非燃燒材料封堵嚴(yan) 密。
( 5) 氫氣、氧氣管道的末端和zui高點宜設放空管。放空管應高出層頂 2m 以上，並應設置在防雷保護區內(nei) 。氫氣管道上還應設取樣口和吹掃口。放空管、取樣口和吹掃口的位置應能滿足管道內(nei) 氣體(ti) 吹掃置換的要求。
( 6) 氫氣、氧氣管道應有導除靜電的接地裝置。有接地要求的其它管道，其接地和跨接方法應按現行有效的國家標準執行。
( 7) 管道的敷設應按照以下的幾個(ge) 方麵考慮:
① 幹燥氣體(ti) 的管道宜水平布置，如氣體(ti) 中含較高水分，其管道應有≤0．3%坡度，坡度向冷凝液體(ti) 收集器方向。
② 其它氣體(ti) 管道與(yu) 氧氣管道需同架安裝時，其管道間距離≤0．25m。氧氣管道應在其它管道之上，但氫氣管道除外。
③ 平行安裝氫氣管道與(yu) 可燃氣體(ti) 管道時，其管道間距不應≤0．50m，管道交匯時，其間距不應≤0. 25m; 分層敷設時，氫氣管道應在上方。
④ 每隔 1．5m 左右，氣體(ti) 管路需有支架固定。另外，可根據氣體(ti) 管路彎曲的直徑，設置合適的支架位置
⑤ 室內(nei) 敷設氫氣管道時不能直接埋地裏或布置在地溝內(nei) ，避免直接穿過不使用氫氣的房間。
⑥ 鋼瓶接頭到調節閥之間應設有耐高壓金屬軟管，管道與(yu) 閥件的連接應設有高壓雙卡套接頭，以方便部件的維修和更換。
2．4材料選擇
供氣係統材料選擇的基本原則是: 一是不宜用非金屬材料，二是材料不吸附氣體(ti) 、不產(chan) 生氣體(ti) ，三是不產(chan) 生粒子。一般氣體(ti) 管道宜采用無縫鋼管，當輸送氣體(ti) 的純度≥99．99%時，管道宜采用不鏽鋼管、銅管或無縫鋼管; 管道與(yu) 設備的連接段宜采用金屬管道，如選用非金屬軟管，宜采用聚四氟乙烯管、聚氯乙烯管等工程塑料管，不應采用乳膠管;氫氣和氧氣管道使用的部件、儀(yi) 表應是該介質的產(chan) 品，不得使用替代品。其它部件的選擇應給出設計建議，如輸送閥門和氧接觸部分應采用非燃燒材料，其密封圈應使用有色金屬、不鏽鋼、鎳基合金等材料; 管道接口法蘭(lan) 墊片的應根據管內(nei) 輸送的氣體(ti) 確定; 管道固定件( 管夾) 應采用耐高溫的金屬材料，且堅固、輕巧、耐用。
2．5管道連接
供氣係統的連接應符合 GB 50236－2011《現場設備、工業(ye) 管道焊接工程施工規範》等標準的要求［11］。管道的連接應采用法蘭(lan) 連接或焊接等方法，氫氣管道不應使用絲(si) 扣連接; 高純氣體(ti) 管道應采用承插焊接; 氣體(ti) 管道與(yu) 設備、閥門與(yu) 管道或管件的連接應采用絲(si) 扣或法蘭(lan) 連接; 絲(si) 扣接頭中的填料應采用聚四氟乙烯膜、一氧化鉛、甘油調合填料; 對於(yu) 高純氣體(ti) 管道與(yu) 閥件的連接應采用高壓雙卡套接頭連接。
2．6安全技術要求
氣體(ti) 管道設計的安全技術應符合相關(guan) 的設計規範和下述要求［12］:
( 1) 在同一槽架內(nei) 不應同時敷設氣體(ti) 管道和導電線路及電纜。
( 2) 所有国际伟德1946需設有排氣管路到氣體(ti) 存放區外。易燃氣體(ti) 、氧化氣體(ti) 排氣管路不能並在一起。
( 3) 管道係統應設有調壓裝置，其組成包括各種閥門( 調節閥、截止閥、球閥等) ，實現氣體(ti) 的開啟、關(guan) 閉、調節等作用。設單獨的閥門( 球閥或針閥) 控製工作台上氣體(ti) 出口。
( 4) 各種氣體(ti) 管道應有明顯的指示標誌。安全国际伟德1946的標識需標明壓力釋放級別。
( 5) 使用氫氣及可燃氣體(ti) 的實驗室應設置報警裝置，放空管路上安裝氣體(ti) 回火防止器。
( 6) 存放氫氣鋼瓶的區域應有每小時不小於(yu) 三次換氣的措施。
( 7) 瓶閥、接管螺絲(si) 和国际伟德1946等附件無泄漏、滑絲(si) 、鬆動等危險情況，各種氣壓表一般不得混用。
3 用氣安全性
實驗室集中供氣係統比單獨鋼瓶供氣模式有著較多的優(you) 勢，越來越多的實驗室建設者、工作者、管理者對實驗室集中供氣係統的使用已形成共識，采用集中供氣作為(wei) 實驗室供氣模式的主流設計方案得到廣泛認可。實驗室集中供氣的設計應符合相關(guan) 標準和規程的要求，保證實驗室供氣的穩定性、持續性和安全性。
3．1安全環保工作信息化
隨著信息技術的快速發展，信息化在實驗中心安全環保領域得到廣泛應用。首先購置智能化門禁係統和中央集成的監控係統，對實驗中心安全環保實行全過程監控管理; 其次以生物學國ji級虛擬仿真實驗教學中心為(wei) 依托，大力加強虛擬仿真實驗教學資源建設，以虛擬實驗代替涉及高危或環境、高成本、高消耗的實驗項目［9－12］，既體(ti) 現了安全環保的綠色理念，又提高了安全環保的信息化水平。
4 生物學實驗中心安全環保工作成效目前，中心安全環保工作取得了明顯成效，健全了實驗室安全環保管理體(ti) 係，建立了實驗室安全環保技術標準，完善了安全環保設施，形成了信息化管理新模式，提高了安全環保工作的效率和效果。學生在實驗過程中哪些物品有毒或有危險性，如何避免傷(shang) 害，大型儀(yi) 器怎樣使用等都胸中有數。學生安全意識明顯提高，實驗操作規範，儀(yi) 器設備的損壞明顯減少，實驗教學及實驗教學改革推進。近幾年來，中心沒有發生任何大的安全環保責任事故，保障了實驗室財產(chan) 安全和師生的人身安全，保證了中心正常的教學和科研秩序。