实验室建设之气路系统、台柜施工安装的探讨与应用

一、仪器分析室内部布局设计
要建设一个现代化的实验室，使其能更好地为生产、科研、教学服务，除了先进的科学仪器和完善的实验设备这些必备条件以外，实验室内部的整体规划是一个非常重要的环节。

一般仪器室布局设计要求如下：

1. 万向通风罩或不锈钢通风罩；
2. 电脑位：实验台设计电脑主机安装位置，根据仪器要求设计。
3. 电源设计：根据实验室的重要性，提出供电要求专用实验室接地、弱电等设计。
4. 仪器用气与插座安装位置。
5. 仪器室台柜后面设计有设备通道，尺寸一般大于600mm设计，如放于仪器配套落地设备，设备通道设计应满足人员能够检修设备。
6. 台柜设计根据仪器使用配置，相应设计电脑位置，在电脑位置设计强弱电设计。

二、仪器分析室通风系统设计

1. 实验室通风方式

a.局部通风（局部排风与局部送风）

是指在集中产生有害物的局部地点，设置捕集装置将有害物就地排除，以控制其在室内扩散的通风方式。通常，局部排风是最有效的通风方式，它可以利用最小的风量，获得最好的控制效果，所以在实验室，特别是仪器室建设中被广泛采用。

b.全室通风（无组织进（排）风与有组织进（排）风）
这两种通风方式是适应新实验室通风建设的最好的方式。所以在实验室中广泛的被采用。对于有些实验室不能使用局部排风，或者局部排风满足不了要求时，应该采用全室通风。通风柜系统排风就是有组织的进行排风。

2. 仪器室的通风设计
a.仪器局部排风设备主要有万向通风罩或不锈钢通风罩，确定用万向通风罩或不锈钢通风罩是根据仪器需求排风性能决定的。
万向通风罩：高密度PP材质，可360°旋转调节方向，易拆卸、重组及清洗，排风量要求200m？/h。

b.通风系统划分可以多个通风罩公用一个排风系统，或一个房间的仪器排风采用一套排风系统。

c.通风管道设计必须有关规范设计计算，主风管设计风速小于7-9m/s，支风管设计风速小于5-7m/s。

三、仪器分析室气路设计

1.实验室气源

实验室主要的气体包括：氦气、氩气、乙炔、氧气、氢气、氮气、甲烷、空气等多种路气体。

2.气路系统设计原则

a）实验室气体由气瓶储存室用管路引进。安装控制阀门和减压阀门在气瓶室内。建议实验室气体管路主要材质为316SS不锈钢管。根据实验室要求安装。

b）气体管路的设计、安装要满足实验室提出的对气体纯度的要求。

c）各用气终端压力可调，对于用气点较多的用气终端，应认真核对、集散，确保在多个用气点的仪器同时使用的情形下，经各供气分支管道的终端供气压力、流量能满足大型分析仪器的要求。

d）使用的各种钢瓶气体不间断供气系统，将气瓶间的高纯气体输送至各楼层仪器室使用。

3.供气流程

a）为了满足仪器使用要求，所有气体系统采用两级减压方式，即在气瓶出口处设置一级减压阀，在气体使用点设置二级减压阀。

b）在气体系统的出口点，应设置气体截止阀及点接头以方便用气设备连接到气体管道系统。

c）流程图：高压气瓶→高压减压→供气管道→终端阀门→终端调压阀→分析仪器

4.气体管路设计
a）管道设计根据仪器端的压力值，用量来确定管径的大小。
b）所有气体管路都由高质量的、完全退火型、无缝连接的不锈钢管组成。
c）所有的管路、阀门、压力表都由高质量的全不锈钢构成，并且都是标准配件。
d）仪器的气体管路靠在仪器台后面。
e）易燃气体，如乙炔与氢气，需要和其它气体分开，单独引入。
f）所有气体管路的连接为无扩口机械夹头。
g）引到仪器台的气体管路将安装单独的球阀来控制。
h）所有气体出口为不锈钢球阀，并配备1/8”转接头。
i）气体管路所有的支架都要镀锌防腐。
j）每隔1.5米左右，气体管路就需要有支架。另外根据气体管路弯曲的直径，设置合适的支架位置。
k）实验气路承包商要保证气体管路系统的清洁，所有气体管路的检验根据标准程序。气体管路要做压力检验，防止管路泄漏。

5.供气两端配置
a）汇流排设计
可以根据使用要求确定汇流排采用自动与手动设计。
如仪器易燃易爆气体和均使用为高纯气体时，每套气体汇流排设排空管。
易燃易爆气体汇流排设计不要多于5个钢瓶连接。
汇流排处设计有报警装置，与气瓶房排风机联动控制，事故排风不小于七次换风量，一般排风换气不小于三次。

b）仪器端设计
房间仪器端均采用二级减压，调节至仪器使用压力使用。
如实验室同一路气源，仪器使用压力一样，可以共用一个二级减压装置供气。　　

如实验室同一路气源，仪器使用压力不一样，每个仪器需独立配置二级减压装置供气。
与仪器连接设阀门控制与变径接口，连接方式为卡套连接。

四、仪器室设计中要注意的几点问题
1. 色谱分析室的排风设计以万向抽气罩为主，每三个通风罩共用一个排风风机系统，主管道设计为Φ110PVC管，万向抽气罩手臂管道为Φ75PVC管。
　　2. 在安装载气气路时，不同压力的仪器分别设一套二级减压装置，如果每个气源仅设有一套二级减压装置，却要供所有仪器进行二级减压，不同压力的仪器不能进行调压。气路管道的选用也要慎重，仪器室精密仪器都使用的是高纯气体，管道应为内、外抛光的不锈钢管道，再安装过滤装置。管路尺寸的设计不易太多像（1/8、1/4、3/8）等，管道尺寸太多相应的转换接头就增多，危险增加、漏点增加，造成管道支架安装繁琐，试验台背后设备通道连接很凌乱。在施工过程中，防止管道热胀冷缩对载气气路造成影响，暴露在室外的管子建议做“U型”膨胀弯。
　　3. 气瓶间的设计一般不少于两间，为了换瓶、搬运及安全起见，气瓶间应设在化验室外，设计应作防爆防压处理，灯具为防爆灯具，要求室温不大于30℃，通风要良好，可燃气体与助燃气体一定要分开存放。
　　4. 气瓶间汇流排的设计一定要有固定背板，如果设计连接没有背板固定，直接固定在墙上，当气体经管道、阀门、管件等输出时，会有震动，长时间的运行，可能导致汇流排从墙面上脱落。管道、阀门、管件卡套每个连接处不能用生胶带与玻璃胶密封，这也不符合《筑设计防火规范》要求，长时间使用，会出现老化问题，特别是易燃易爆气体，会造成更大的安全隐患。
　　5. 气体报警装置与防爆风机应联动控制，并将声光报警装置安装到值班室。

五、结论
此次通过对仪器分析室进一步的改进措施，使得一期各装置化验室内部整体布局进一步得到了优化，更大限度的发挥了实验室功能区的作业效果，同时也解决了在建化验室过程中所遗留的若干问题，经过整体改进后的化验室将有利于大型分析仪器的分析操作及技能训练，将更加全面的满足新进员工实验实训、职业技能鉴定、企业岗位培训及企业技术服务。来源：中国科技博览