本文主要對現有車間化驗室的儀器分析室的布局,以及內部通風、氣體氣路的設計所存在的問題進行分析和總結,并進一步探討其改進措施。
要建設一個現代化的實驗室,使其能更好地為生產、科研、教學服務,除了先進的科學儀器和完善的實驗設備這些必備條件以外,實驗室內部的整體規劃是一個非常重要的環節。
一般儀器室布局設計要求如下:
1. 萬向通風罩或不銹鋼通風罩;
2. 電腦位:實驗臺設計電腦主機安裝位置,根據儀器要求設計。
3. 電源設計:根據實驗室的重要性,提出供電要求專用實驗室接地、弱電等設計。
4. 儀器用氣與插座安裝位置。
5. 儀器室臺柜后面設計有設備通道,尺寸一般大于600mm設計,如放于儀器配套落地設備,設備通道設計應滿足人員能夠檢修設備。
6. 臺柜設計根據儀器使用配置,相應設計電腦位置,在電腦位置設計強弱電設計。
二、儀器分析室通風系統設計
1. 實驗室通風方式
a.局部通風(局部排風與局部送風)
是指在集中產生有害物的局部地點,設置捕集裝置將有害物就地排除,以控制其在室內擴散的通風方式。通常,局部排風是最有效的通風方式,它可以利用最小的風量,獲得最好的控制效果,所以在實驗室,特別是儀器室建設中被廣泛采用。
b.全室通風(無組織進(排)風與有組織進(排)風)
這兩種通風方式是適應新實驗室通風建設的最好的方式。所以在實驗室中廣泛的被采用。對于有些實驗室不能使用局部排風,或者局部排風滿足不了要求時,應該采用全室通風。通風柜系統排風就是有組織的進行排風。
2. 儀器室的通風設計
a.儀器局部排風設備主要有萬向通風罩或不銹鋼通風罩,確定用萬向通風罩或不銹鋼通風罩是根據儀器需求排風性能決定的。
萬向通風罩:高密度PP材質,可360°旋轉調節方向,易拆卸、重組及清洗,排風量要求200m?/h。
b.通風系統劃分可以多個通風罩公用一個排風系統,或一個房間的儀器排風采用一套排風系統。
c.通風管道設計必須有關規范設計計算,主風管設計風速小于7-9m/s,支風管設計風速小于5-7m/s。
1.實驗室氣源
實驗室主要的氣體包括:氦氣、氬氣、乙炔、氧氣、氫氣、氮氣、甲烷、空氣等多種路氣體。
2.氣路系統設計原則
a)實驗室氣體由氣瓶儲存室用管路引進。安裝控制閥門和減壓閥門在氣瓶室內。建議實驗室氣體管路主要材質為316SS不銹鋼管。根據實驗室要求安裝。
b)氣體管路的設計、安裝要滿足實驗室提出的對氣體純度的要求。
c)各用氣終端壓力可調,對于用氣點較多的用氣終端,應認真核對、集散,確保在多個用氣點的儀器同時使用的情形下,經各供氣分支管道的終端供氣壓力、流量能滿足大型分析儀器的要求。
d)使用的各種鋼瓶氣體不間斷供氣系統,將氣瓶間的高純氣體輸送至各樓層儀器室使用。
3.供氣流程
a)為了滿足儀器使用要求,所有氣體系統采用兩級減壓方式,即在氣瓶出口處設置一級減壓閥,在氣體使用點設置二級減壓閥。
b)在氣體系統的出口點,應設置氣體截止閥及點接頭以方便用氣設備連接到氣體管道系統。
c)流程圖:高壓氣瓶→高壓減壓→供氣管道→終端閥門→終端調壓閥→分析儀器
4.氣體管路設計
a)管道設計根據儀器端的壓力值,用量來確定管徑的大小。
b)所有氣體管路都由高質量的、完全退火型、無縫連接的不銹鋼管組成。
c)所有的管路、閥門、壓力表都由高質量的全不銹鋼構成,并且都是標準配件。
d)儀器的氣體管路靠在儀器臺后面。
e)易燃氣體,如乙炔與氫氣,需要和其它氣體分開,單獨引入。
f)所有氣體管路的連接為無擴口機械夾頭。
g)引到儀器臺的氣體管路將安裝單獨的球閥來控制。
h)所有氣體出口為不銹鋼球閥,并配備1/8”轉接頭。
i)氣體管路所有的支架都要鍍鋅防腐。
j)每隔1.5米左右,氣體管路就需要有支架。另外根據氣體管路彎曲的直徑,設置合適的支架位置。
k)實驗氣路承包商要保證氣體管路系統的清潔,所有氣體管路的檢驗根據標準程序。氣體管路要做壓力檢驗,防止管路泄漏。
5.供氣兩端配置
a)匯流排設計
可以根據使用要求確定匯流排采用自動與手動設計。
如儀器易燃易爆氣體和均使用為高純氣體時,每套氣體匯流排設排空管。
易燃易爆氣體匯流排設計不要多于5個鋼瓶連接。
匯流排處設計有報警裝置,與氣瓶房排風機聯動控制,事故排風不小于七次換風量,一般排風換氣不小于三次。
b)儀器端設計
房間儀器端均采用二級減壓,調節至儀器使用壓力使用。
如實驗室同一路氣源,儀器使用壓力一樣,可以共用一個二級減壓裝置供氣。
如實驗室同一路氣源,儀器使用壓力不一樣,每個儀器需獨立配置二級減壓裝置供氣。
與儀器連接設閥門控制與變徑接口,連接方式為卡套連接。
1. 色譜分析室的排風設計以萬向抽氣罩為主,每三個通風罩共用一個排風風機系統,主管道設計為Φ110PVC管,萬向抽氣罩手臂管道為Φ75PVC管。
2. 在安裝載氣氣路時,不同壓力的儀器分別設一套二級減壓裝置,如果每個氣源僅設有一套二級減壓裝置,卻要供所有儀器進行二級減壓,不同壓力的儀器不能進行調壓。氣路管道的選用也要慎重,儀器室精密儀器都使用的是高純氣體,管道應為內、外拋光的不銹鋼管道,再安裝過濾裝置。管路尺寸的設計不易太多像(1/8、1/4、3/8)等,管道尺寸太多相應的轉換接頭就增多,危險增加、漏點增加,造成管道支架安裝繁瑣,試驗臺背后設備通道連接很凌亂。在施工過程中,防止管道熱脹冷縮對載氣氣路造成影響,暴露在室外的管子建議做“U型”膨脹彎。
3. 氣瓶間的設計一般不少于兩間,為了換瓶、搬運及安全起見,氣瓶間應設在化驗室外,設計應作防爆防壓處理,燈具為防爆燈具,要求室溫不大于30℃,通風要良好,可燃氣體與助燃氣體一定要分開存放。
4. 氣瓶間匯流排的設計一定要有固定背板,如果設計連接沒有背板固定,直接固定在墻上,當氣體經管道、閥門、管件等輸出時,會有震動,長時間的運行,可能導致匯流排從墻面上脫落。管道、閥門、管件卡套每個連接處不能用生膠帶與玻璃膠密封,這也不符合《筑設計防火規范》要求,長時間使用,會出現老化問題,特別是易燃易爆氣體,會造成更大的安全隱患。
5. 氣體報警裝置與防爆風機應聯動控制,并將聲光報警裝置安裝到值班室。
此次通過對儀器分析室進一步的改進措施,使得一期各裝置化驗室內部整體布局進一步得到了優化,更大限度的發揮了實驗室功能區的作業效果,同時也解決了在建化驗室過程中所遺留的若干問題,經過整體改進后的化驗室將有利于大型分析儀器的分析操作及技能訓練,將更加全面的滿足新進員工實驗實訓、職業技能鑒定、企業崗位培訓及企業技術服務。