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中心化验室气瓶间改造方案说明

栏目:实验室气路工程 发布时间:2023-09-05
1.1根据技术质量中心关于2022-035号函件要求,化验室乙炔气瓶室和氧气瓶室布置在化验室两侧楼梯位置下方,不符合相关安全要求,需要整改,在附近设立符合相关安全防爆等要求的气瓶间存放气瓶,再通过气体管路统一送到各分析室设备用气点。本项目用气主要包括:氧气(O2)、氩气(Ar)、乙炔(C2H2),共3种气源。

 中心化验室气瓶间改造方案说明

 

 

一、 系统概述

 

1.1根据技术质量中心关于2022-035号函件要求,化验室乙炔气瓶室和氧气瓶室布置在化验室两侧楼梯位置下方,不符合相关安全要求,需要整改,在附近设立符合相关安全防爆等要求的气瓶间存放气瓶,再通过气体管路统一送到各分析室设备用气点。本项目用气主要包括:氧气(O2)、氩气(Ar)、乙炔(C2H2),共3种气源。

 

1.2集中供气系统(远程供气):所有气体集中在一个具备安全防爆的房间内,钢瓶气体容积有 40L50L气体钢瓶(高纯气体99.999%)两种规格,钢瓶气体压力为6-20MPA左右(单位换算:1MPA=10公斤大气压)气体经过气瓶间减压后采用SUS316L BA级 无缝不锈钢管道输送,管道内输出压力为:0-2MPA,考虑到每个使用的压力及流量稳定,输送到功能间的各个使用点必须配置终端减压器进行二次调压,集中供气系统优势:保障气体的纯度及管道系统的安全性、延伸、美观性、操作便捷、使用寿命长、无安全隐患。

 

1.3、新设气瓶间位置及型式 :氩气(Ar)、氧气(O2)、乙炔(C2H2)瓶在中心化验楼外安全舱内置放,采用集中供气方式远程输送到各实验室安全舱的外形及位置见下图:


1.4、系统配置包括集中供气系统、泄漏侦测系统、低压报警系统、紧急切断系统PLC 远程监控系统等联动系统。气体钢,空气压缩机不在此次范围。

气源放置分布表及相关要求

 

气体种类

气源置放要求

气体钢瓶要求

纯度要求

氩气Ar

安全舱

6瓶(40L)标准, 

99.999%

氧气O2

安全舱

10瓶(40L)标准 

99.995%

乙炔C2H2

安全舱

10瓶(6L)标准 

99.9%

 

三、实验室功能间气体使用点配置表

楼层

房间名

用气种类

使用点数量

使用点配置要求

一层

直读光谱室

氩气

使用点根据现场图纸确定:2个

配置终端减压阀及开关球阀,出气压力量程0-1.0MPA

原子荧光室

氩气

使用点根据现场图纸确定:2

配置终端减压阀及开关球阀,出气压力量程0-1.0MPA

原子吸收室

乙炔,氩气

使用点根据现场图纸确定:3

配置终端减压阀及开关球阀,乙炔出气压力量程0-0.25MPA,氩气出气压力量程0-1.0MPA,

ICP-光谱室

氩气

使用点根据现场图纸确定:2

配置终端减压阀及开关球阀,出气压力量程0-1.0MPA

三层

碳硫分析室

氧气

使用点根据现场图纸确定:2个

配置终端减压阀及开关球阀,出气压力量程0-1.0MPA(压力待定)

综合

6个功能间

三种气源

11个使用点(设计院提供)

11个终端减压阀及开关球阀

 

四、功能配置

序号

 

气体种类

使用点材质要求及连接方式

管道线路用料配置连接方式

气瓶间供气配置

1

氩气-Ar

终端减压阀及开关球阀采用SUS316L不锈钢材质,与管道采用卡套式连接

主管道采用1/2”,支管道采用1/4〞SUS316LBA级不锈钢管,连接方式:全自动焊接

气瓶间采用半自动切换液氮杜瓦罐供气装置,配置钢瓶压力监测系统

 

2

氧气-O2

终端减压阀及开关球阀采用SUS316L不锈钢材质,与管道采用卡套式连接

主管道采用1/2”,支管道采用1/4〞SUS316LBA级不锈钢管,连接方式:全自动焊接

气瓶间采用半自动切换1*1双瓶供气装置配阻火器,配置钢瓶压力监测系统

3

乙炔-C2H2

终端减压阀及开关球阀采用SUS316L不锈钢材质,与管道采用卡套式连接

主管道采用1/2”,支管道采用1/2SUS316LBA级不锈钢管,连接方式:全自动焊接

抗爆安全屋采用半自动切换1*1双瓶供气装置。配阻火器,气体泄漏报警器,配钢瓶压力监测系统,配置紧急切断系统

 

五、集中供气系统标准及技术参数要求

1、安全舱

1.1.设计要求如下:

设计要求:本设计参照标准GB 3836.1-2.1.《爆炸性环境 第一部分:设备 通用要求》和GB 3836.8-2014《爆炸性环境 第八部分:由“n”型保护的设备》进行设计;B型防爆舱是适用于危化品类的集装箱式集成爆炸物品库房,由防爆墙、泄爆窗及底板构成。采用整体钢结构焊接成型,模块化设计,可实现标准化、批量化生产,具有建设速度快、灵活性强、减少重复投入等优点。

 

1.1.1地面:1、安全舱放置区采用型钢地板龙骨,加强承重设计,地面基层采用3MM钢板,表面采用不发火材料,要求防静电.其他区域常规地面。

1.1.2墙面:1、安全瓶舱放置区墙面采用防爆墙设计,防爆隔断墙及天花采用单层防爆钢板(内含纤维水泥)9.5mm厚组成;2、材质具备4-6小时耐火极限,可满足防爆墙体的防火要求,表面镀锌钢制材料,增加抗冲击性能;易与其它钢性构件相互连接,提供防爆检测认证证书;3、俩层钢板中间的纤维水泥具有吸收能量的作用,增加80mm岩棉钢架及冷弯等边槽钢。

1.1.4门窗:1、安全舱放置区采用B型抗爆门,,一旦发生爆炸时,在空气冲击波作用下抗爆门应有效抵抗冲击波,设备门采用钢制门。为了防止危险爆炸物在舱体内爆炸,避免内冲击波释放不及时,在舱体顶部设置泄爆窗口(600*600)。

1.1.5电气:1、采用防爆灯具、开关、插座等;

1.1.6弱电:1、易燃和非易燃气瓶舱放置区视频监控系统采用防爆设计;并安装传感器(含氧浓度、可燃气体-乙炔、),泄露报警在气体泄露的第一时间传到管理控制室,并发送短信至管理人员,同时开启风机。

1.1.7暖通:1、采用防爆空调(恒定舱内温度,避免高温),防爆风机(与舱内气体泄漏监测系统联动,在气体发生泄漏时,通过PLC模块信号传递,开启排风,导出舱内危险气体,避免浓度超出爆炸极限)。

1.1.8消防:1、易燃和非易燃气瓶舱放置区采用悬吊式灭火装置。

1.1.9供气系统:易燃和非易燃气瓶舱放置区设计全自动汇流排,并引出气路系统。

1.2.0紧急制动系统:安全屋内当发生气体泄漏时,精密传感器探头发出信号声光报警,与此同时信号传输至VMB电磁阀控制箱,此时电磁阀启动,电磁阀开启后并联的氩气进入到气动阀,此时关闭主管道气体输出。


 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 


 

 

1.2.抗爆安全屋配置数量清单

安全舱


项目

分项材料名称

规格及参数

单位

数量

品牌

1

主舱体

规格6058*2438*3000:

1、主框架120*120*5mm方管焊接

2、格梁100*50*3方管焊接

3、外表面1.2mm波浪板、地

4、地面3mm钢板焊接铺18mm水泥板+PVC地胶

5、钢瓶间屋盖设计成防爆屋盖

1

TMOON

2

防爆板

1、防爆板双层防爆钢板(内含纤维泥)9.5mm厚天花板一样

2、具备4—6小时耐火极限,可满足防爆墙体的防火要求,表面镀锌钢制材料,增加抗冲击性能;易与其他钢性构件互相连接提供防爆检测认证证书。

3、两层钢板中间的纤维水泥层具有吸收能量的作用;增加150MM厚岩棉钢架为冷弯等边槽钢

1

3

防爆门

1200*2100材质:钢质金属(冷轧钢板)

特殊用途:防爆

制作工艺:模压

安全等级:B型

开关类型:手动

摆锤冲击量:1000(kJ/㎡)

提供防爆检测认证证书。

2 

4

直接式自动灭火装置

定温悬挂式干粉灭火器:  灭火剂净含量:10KG

贮存压力:1.2MPa

喷射时间:10s

动作温度:68℃

灭火级别:3A,144B

安装高度:2.5-3M

有效保护空间:17.4

使用环境温度:-10℃~+50℃

2

5

防爆电气控制柜

(防爆配电箱)带消防声光报警器

XK51

1. 材质:碳钢Q235A  表面静电喷塑

2.额定电压:AC380V,额定电流63A

3.防爆等级:IP54

4.内部元器件品牌:正泰、施耐德4.

1

6

防爆开关

SW-16:

1.防爆标志:Ex d IIC T6 Gb

2.防护等级:IP65

2

7

人体静电消除设备

1.材质:工程尼龙+304不锈钢

2.球体材质:PA66亚导体

3.钢管直径:38CM/底部直径:1m/球体直径:90mm

2

8

防爆轴流风机

(定时自动排风和浓度达到排风)

BT35-11-11.2:

1.防爆标志:Ex d IIC T4 Gb

2.报价只含风机部分,不含控制部分。

3.电压:220V   扇叶直径:300mm

2

9

防爆传感器及主机、短信模块(非防爆)

1.传感器为防爆结构

2.主机、短信模块为非防爆结构(用于控制主机)

1

10

监视器12寸

视频监控系统

DELL SE2218HL:19寸

1

11

防爆球形摄像仪

防爆视频监控系统

DS-2XE3026FWD-1:1.防爆标志:Ex d IIC T6 Gb/Ex tD A21 IP67 T80℃

2.材质:铝合金

3.参数:200万像素  1080P分辨率

2

12

POE网络硬盘录像机

视频监控系统

DS-7800:1.接口数:4路

2.录像机内部含1块6T监控硬盘

1

13

网络机柜

视频监控系统

12U

1

14

LED防爆灯

BAL22-150:1.防爆标志:Ex d IIB T6 Gb/Ex tD A21 IP65 T80℃

2.悬挂式安装

3.参数:36W   220V

2

15

防爆插接装置

(空调上配套使用)

AC-25:1.防爆标志:Ex d IIB T6 Gb

2.三芯 25A

2

16

防爆插接装置

(单独配套使用)

AC-15:1.防爆标志:Ex d IIB T6 Gb

2.单相三极,铸铝合金材质

3

17

防爆分体壁挂式空调机

1P防爆空调

BATF-50FR:1.防爆标志:Ex d ib mb IIC T4 Gb

2.参数:220V   540m³/h

2

19

防爆电线管


1


气源部分

1

不锈钢半自动切换减压阀            ( O2,Ar,C2H2)双瓶供气

可实现气源供气方向的自动切换;一端用完自动切换到另一端,适用无腐蚀性高纯气体6.0、可燃气体;适用于300bar进气压力、满足后续气源压力提升:高压大流量阀门设计,满足后续流量参数的变化;进气压力

P1= 200 bar(3000psi),满足后续气源压力提升;出气压力及流量参数:10 bar,设备流量≥50(m3/h N2);切换面板阀芯、膜片采用SS316L或哈氏合金材料,确保气体无污染。符合设计及规范要求.

含气源隔膜阀,吹扫隔膜阀,安全阀,全部轴向压力表方便拆卸计量及维修

3


2

不锈钢一级减压阀 (Ar)紧急气动阀辅助气体

适用无腐蚀性高纯气体6.0、可燃气体;适用于300bar进气压力、满足后续气源压力提升:高压大流量阀门设计,满足后续流量参数的变化;进气压力

P1= 200 bar(3000psi),满足后续气源压力提升;出气压力及流量参数:10 bar,设备流量≥50(m3/h N2);切换面板阀芯、膜片采用SS316L或哈氏合金材料,确保气体无污染。符合设计及规范要求.全部轴向压力表方便拆卸计量及维修

1


3

不锈钢减压阀面板

不锈钢材质304

4


4

不锈钢金属软管

1.名称:不锈钢高压软管

2.材质:内管316L不锈钢波纹管,外包不锈钢编织,防暴弹簧固定加强型构,两端接口1/4″FNPT,耐压20MPa

3.规格:PT1100

4.连接形式:专用接头连接

5.其余:符合设计及规范要求耐压3000psi

7


5

不锈钢高压球阀

1.名称:高压球阀

2.规格、型号:SS316L-BV-300-1/2"

3.材质:SUS316L

4.连接形式:卡套

5.其他:球形硬密封结构,适用于非腐蚀性气体,手柄旋转设计,设有限位卡槽,防止用力过度造成阀门损坏,提高阀门使用寿命,符合设计及规范要求

10


6

不锈钢钢瓶接头

1.名称:钢瓶接头

2.规格、型号:G5/8

3.材质:SUS316L

4.连接形式:1/4NPT螺纹连接   

7


7

外丝接头

1.1/4NPT接头

2.规格、型号:1/4MNPT-1/4OD

3.材质:SUS316L

4.连接形式:综合考虑

5.其他:所有卡圈经过低温硬化渗碳过程,经过清洗去油脂处理工艺,避免气体被污染及泄露,具有优异的耐腐蚀性,符合设计及规范要求

7


8

不锈钢阻火器

1.名称:不锈钢阻火器

2.规格、型号:SS316L-VFB100-1/4(F)NPT

3.材质:SS316L

4.连接形式:(F)NPT

5.其他:适用于氢气,乙炔,甲烷等可燃性气体,能防止因气体回火引起的危险,避免火焰进入气瓶,发生爆炸。是一种精密的安全装置,符合设计及规范要求

5


9

钢瓶固定架

PP材质一体成型, 防摔防静电

26


监测系统部分

1

氧气浓度报警器

.名称:氧气浓度报警器,氧气使用

2.检测气体:氧气

3.供电电源:24VDC (正常工作电压范围:10~30VDC)

4.输出信号: 显示+两线制4~20mA或 显示+三线制4~20mA+继电器输出或显示+三线制4~20mA+继电器+声光报警

5.继电器容量: 一组开关量输出声音强度: 85dB@1米处

6.主体材料:ADC12铝合金/316L不锈钢

7.连接螺纹:G3/4内螺纹

1


2

可燃气体泄漏报警器

.名称:可燃气体浓度报警器,乙炔,氢气使用

2.检测气体:可燃气体

3.供电电源:24VDC (正常工作电压范围:10~30VDC)

4.输出信号: 显示+两线制4~20mA或 显示+三线制4~20mA+继电器输出或显示+三线制4~20mA+继电器+声光报警

5.继电器容量: 一组开关量输出声音强度: 85dB@1米处

6.主体材料:ADC12铝合金/316L不锈钢

7.连接螺纹:G3/4内螺纹

1


3

压力报警器探头

不锈钢材质,精密感应探头,本安防静电,用于监测气瓶的余量

7


4

电缆线

三芯1.0电缆线,用于连接报警器的电缆线

200


 

1.3.安全舱构造原理

1.1 特性

1)将易燃易爆危险、有毒气体的气瓶进行整体转移至室外安全储存,解决实验室气瓶安全问题。

2)安全舱内配置设备齐全,对危险气体的储存及紧急处理都有设计应急处理方案,以预防为主,让安全隐患消失在萌芽状态。

3)安全屋内四周设置防爆钢板,墙面泄压设计,防爆钢板中间填充纤维水泥,防爆钢板上有若干个小洞,当发生爆炸时,飞散的碎片可以被防爆钢板抵挡住。

1.2 基本数据

1)安全舱尺寸(内部尺寸:6058×2438×3000mm)(柜体尺寸需要符合要求,本尺寸作为投标的最低要求,);

2)柜内防爆电气用电为380V;

3)抗爆安全屋重量(含自携带设备):≈6T

1.3 外部结构

1)防爆门:进出运输钢瓶的门,有防爆作用。

2)防爆开关:用于开启安全舱内的防爆灯。

3)静电消除设备:用于消除人体携带的静电。

4)防爆风机:用于定时排风/联动排风。

5)防爆钢板:舱内墙面及天花安装防爆钢板,中间填充纤维水泥,用于防爆及阻隔碎片作用。

1.4 内部结构

1)灭火装置:悬挂式干粉灭火器。

2)防爆灯:用于柜内照明,且具有防爆认证。

3)防爆空调:用于保持柜内恒温,且具有防爆认证。

4)温湿度监控:显示柜内温湿度,且具有防爆认证。

5)泄漏报警器:用于感知柜内气体浓度,当达到设定值发出报警,并启动联动排风。

6)防爆监控:用于监控柜内情况,且具有防爆认证。

1.5 抗爆安全屋部件

安全屋舱体、防爆风机系统及紧急制动处理系统、抗爆泄爆主材、防爆电器、防雷防静电系统、防爆报警联动系统、消防灭火装置、防爆空调降温系统、 气体泄漏及压力监测系统等。

 

2、气源部分技术说明

1) 钢瓶间和气路管线布置

根据仪器所需气体合理布局,要求搬运方便、使用维护安全、报警系统齐全。

2) 钢瓶间符合《氢气使用安全技术规程》(GB 4962-2008, 钢瓶间耐火等级不得低于二级;

3) 房间内所有电气装置应采用防爆系列产品;

4) 钢瓶间需设置备用气瓶存放空间,并带有预留固定设置;

5) 实验室共有使用的气体钢瓶均放置在钢瓶间内。

6) 管线及控制阀均应是 BA 洁净级。

7) 可燃气体减压阀后安装阻火器。

8)与钢瓶的连接采用不锈钢高压软管。

1--易燃易爆气体装备案例示图

2--惰性气体装备案例示图

 

3--易爆、有毒体装备案例示图

3、管路部分技术说明

1)所有气体管路必须由高质量、完全退火型的无缝不锈钢管 SS-316L(BA)组级,污染后的管道配件禁止使用。

2所有末端用气点根据要求,在吊顶预留末端控制阀或配置二减压阀(含开关阀,二级减压阀,压力表)。

3)管道穿墙及出地面(或楼板)处应设套管保护,套管穿墙处应与墙平齐,穿墙或楼板的套管根据所用管道规格进行匹配。

 

4) 用于支撑气体管路安装的所有支架都要进行防腐处理。禁止使用容易生锈的支架辅材。

5) 气体管路支架间隔不大于 1.5 米,根据内径最小的气体管路确定支撑距离。

6) 所有弯曲处都要分别在两侧独立进行支撑。

7) 管路沿天花板上方布设,若无天花板,则沿楼板下方铺设,进入实验室通过功能柱连接到仪器台,房间控制阀安装在功能柱内或墙壁上,便于维修人员的检查和维修。

8)燃性气体(氢气和乙炔)管道及氧气管道系统应有防静电措施,静电接地电阻不大于 10 欧姆,法兰连接处采用导体跨接,其跨接电阻不大于 0.03 欧姆,防静电接地电缆就近接至电气专业的等电位接地箱。

9)管道规格配置表

序号

管道配置

主管管道

楼层管道

房间管道

终端管道

1

乙炔管道

1/2”英寸

1/2”英寸

1/2”英寸

3/8”英寸

2

氩气管道

1/2”英寸

1/2”英寸

1/2”英寸

3/8”英寸

3

氧气管道

1/2”英寸

1/2”英寸

1/2”英寸

1/4”英寸

 

 

室内管道配置 - 实物

4、终端部分

(一)、质量控制设计

1)材质:所有配件材质为 SS 316L 材质

2)计量:所有在仪器台上安装好的减压阀,母体上的压力表能实现一次拆卸工序(不拆卸阀体的情况下),有国家级泵阀检测中心出具的材质检测报告。

(二)终端减压阀装备图

1) 仪器台背部(直角)安装 ,采用轴向压力表配置可选规格:方便使用人员观察压力数值、同时方便压力表计量拆卸

终端减压系统 - 案例

 2)、终端进出气规格配置

序号

气体种类

进气规格

出气规格

备注

1

乙炔

1/2”卡套

8-10宝塔头

按仪器接头配置

2

氩气

1/2”卡套

1/4”卡套,8-10宝塔头

按仪器接头配置

3

氧气

1/4”卡套

1/8”卡套

按仪器接头配置

 

5、电气柜控制系统

PLC 联动系统:泄漏侦测、远程触控、声光报警、远程紧急切断、等联动的原理。

 

信号 1:当气体泄漏时,侦测器会输出一组报警信号给 PLC 系统,PLC 系统通过处理输出信号给彩色触摸屏。触摸屏上可以显示并分辨泄漏气体的种类及位置。

 

信号 2:当气体泄漏时,侦测器会输出一组报警信号给 PLC 系统,PLC 系统通过处理输出信号给 SMS 讯息联动系统,当在非工作时间例如节假日或夜间等一旦气体发生泄漏,工作人员无法得知,此时 PLC 系统会传出信号给 SMS(SMS 可以随身携带),工作人员可以随时得到信息,并根据信息作出应急措施。

 

信号 3:当气体泄漏时,侦测器会输出一组报警信号给 PLC 系统,PLC 系统通过处理同时输出一组相对应报警信号至声光报警系统,声光报警分为两种级别:一级报警为故障报警,声光报警器闪烁的是黄灯;二级报警为泄漏报警,三色灯光报警器闪烁的是红灯,此时 PLC 系统通过处理输出一组给电磁阀使电磁阀断电从而使气动阀闭合,达到切断气源的效果。

 

信号 4:(预留)VAV 控制器的风机控制模块,以便后续使用该功能,实现使风机打开并将泄漏气体排至室外。

 

钢瓶间及实验室安装相关气体专用报警探头,若气体发生泄漏,泄漏探测报警器会发出声光报警同时给出信号到排风阀,开启阀门换气,保证供气安全。

 

使用易燃易爆气体的实验室内及钢瓶间均设置了气体泄漏报警探头,根据气体的特性,不同气体的探头安装位置也有所不同。根据探头的有效侦测范围大型实验室内设置了多个探头以避免侦测死角。

 

当易燃易爆气体发生泄漏时,泄漏报警探头会传输信号给PLC控制器,PLC系统通过处理输出几组相对应开关量报警。

 

6、供气系统产品配置清单

名称:实验楼内部气路

序号

项目名称

规格/技术要求

单位

数量


实验楼产品清单

气瓶间部分


1 

楼层球阀

1.名称:楼层球阀

2.规格、型号:SS316L-BV-300-1/2"

3.材质:SUS316L

4.连接形式:卡套

5.其他:球形硬密封结构,适用于非腐蚀性气体,手柄旋转设计,设有限位卡槽,防止用力过度造成阀门损坏,提高阀门使用寿命,符合设计及规范要求

10


管路部分

1

不锈钢洁净管道

1/2"SS316L   BA,

200


2

不锈钢洁净管道

1/4"SS316L   BA,

30


3

不锈钢焊接三通

1/2"-1/2"-1/2"SS316L   BA,

9


4

不锈钢焊接变径三通

1/2"-1/4"-1/2"SS316L   BA,

15


5

不锈钢焊接三通

1/4"-1/4"-1/4"SS316L   BA,

5


6

不锈钢排空三通

1/4"-1/4"-1/4"SS316L   BA,

4


7

不锈钢焊接变径直通

1/2"-1/4"SS316L   BA,

12


终端部分

1

不锈钢仪器台专用减压阀

配置轴向压力表:仪器点调压装置,调压和显示压力功能,方便拆卸计量及维修

11


2

不锈钢终端球阀

1/4" SS316L 实验室内终端截止阀,便于检修和使用

11


3

不锈钢终端接头

连接仪器

16


4

不锈钢减压阀面板

不锈钢材质304

11


5

管夹

铝合金材质,管道配套

180


6

焊接用气

高纯氩气,国标,用于焊接保护和管道吹扫,保压测试

2


7

安装耗材

管道支架五金等

1



材料小计


 


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