实验室集中供气系统由于操作简单、气流稳定、使用安全、运行成本低等特点，已作为当前广泛使用的现代供气方式。其系统主要由气源切换、供气管道、调压装置、用气点、监控及报警等系统组成。实验室集中供气系统涉及到管道如何布置、材料质量及规格如何选用、各阶段安装步骤和要求、工程验收等方面工作，一个好的实验室集中供气系统的设计需要统一考虑气体使用的安全性、便利性、以及管理和维护等问题，同时要考虑到实验室今后发展的需要，对于特殊气体还要考虑特殊的技术解决方案。因此，在实验室集中供气的设计时需要统筹规划，结合用户的实际情况，按照相关标准和规范进行设计。

设计依据

集中供气系统的设计应符合《工业金属管道设计规范》GB 50316－2000、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235－2010、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236－2010、《氧气站设计规范( 附条文说明) 》GB 50030－2013、《氢气站设计规范( 附条文说明) 》GB 50177－2005、《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》GB 16912－2008、《氢气使用安全技术规程》GB 4962－2008、《压缩空气站设计规范( 附条文说明) 》GB 50029－2014、《洁净厂房设计规范( 附条文说明) 》 GB 50073 － 2013、《城镇燃气设计规范( 附条文说明) 》GB 50028－2006、《工业企业煤气安全规程》GB 6222－2005 等标准及规程的要求。

气瓶室

集中供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设置一个气瓶室，也可在实验室外部设计一个为整个实验室供气的气瓶室，钢瓶储存区应合理布置，保持可燃性容器和助燃性容器间的安全间距。气瓶室墙宜采用实体结构，门应设计为防爆门，安装防爆灯以及防爆风机，万一发生事故可减少实验室区域的破坏性。存放钢瓶屋内不宜吊顶。气瓶室内还应设有气体泄漏、低压换气报警设施，及排风装置，同时设计时还应考虑防雷、防静电、空调设备等设施。为了保证气体纯度和压力的稳定性，需采用多级减压方式供气，宜设置气路吹扫、排空、杂质过滤、水分和油汽净化等装置，有条件的可采用双气源自动切换模式供气。

管线设计

(1) 按标准单元组合设计的通用实验室，各种气体管道也应按标准单元组合设计。

(2) 根据实验室用气量，计算供气压力、流量和管 道 内 径，所 有 气 体 主 管 道 原 则 上 不 低 于9. 52mm (  in，仪器空气管道直径为 12．7mm) 。管道末端，原则上不低于 6．35mm(  in，也可根据实际使用量而定) 。

(3) 氢气、氧气和乙炔甲烷等管道以及引入实验室的各种气体管道支管明敷。在管道井、管道技术层内敷设有可然气体氢气、氧气和乙炔甲烷等管路时，应有通风装置保证有每小时( 1～3) 次的换气次数150。

(4) 需穿过实验室墙体或楼板的部位应设有预埋套管，管路经套管穿过，套管内的管段不应有焊接。管道与套管之间应采用非燃烧材料封堵严密。

(5) 氢气、氧气管道的末端和最高点宜设放空管。放空管应高出层顶 2m 以上，并应设置在防雷保护区内。氢气管道上还应设取样口和吹扫口。放空管、取样口和吹扫口的位置应能满足管道内气体吹扫置换的要求。

(6) 氢气、氧气管道应有导除静电的接地装置。有接地要求的其它管道，其接地和跨接方法应按现行有效的国家标准执行。

(7) 管道的敷设应按照以下的几个方面考虑:

① 干燥气体的管道宜水平布置，如气体中含较高水分，其管道应有≤0．3%坡度，坡度向冷凝液体收集器方向。

② 其它气体管道与氧气管道需同架安装时，其管道间距离≤0．25m。氧气管道应在其它管道之上，但氢气管道除外。

③ 平行安装氢气管道与可燃气体管道时，其管道间距不应≤0．50m，管道交汇时，其间距不应≤0. 25m; 分层敷设时，氢气管道应在最上方。

④ 每隔 1．5m 左右，气体管路需有支架固定。另外，可根据气体管路弯曲的直径，设置合适的支架位置

⑤ 室内敷设氢气管道时不能直接埋地里或布置在地沟内，避免直接穿过不使用氢气的房间。

⑥ 钢瓶接头到调节阀之间应设有耐高压金属软管，管道与阀件的连接应设有高压双卡套接头，以方便部件的维修和更换。

材料选择

供气系统材料选择的基本原则是: 一是不宜用非金属材料，二是材料不吸附气体、不产生气体，三是不产生粒子。一般气体管道宜采用无缝钢管，当输送气体的纯度≥99．99%时，管道宜采用不锈钢管、铜管或无缝钢管; 管道与设备的连接段宜采用金属管道，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，不应采用乳胶管;氢气和氧气管道使用的部件、仪表应是该介质的专用产品，不得使用替代品。其它部件的选择应给出设计建议，如输送阀门和氧接触部分应采用非燃烧材料，其密封圈应使用有色金属、不锈钢、镍基合金等材料; 管道接口法兰垫片的应根据管内输送的气体确定; 管道固定件( 管夹) 应采用耐高温的金属材料，且坚固、轻巧、耐用。

管道连接

供气系统的连接应符合 GB 50236－2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》等标准的要求［11］。管道的连接应采用法兰连接或焊接等方法，氢气管道不应使用丝扣连接; 高纯气体管道应采用承插焊接; 气体管道与设备、阀门与管道或管件的连接应采用丝扣或法兰连接; 丝扣接头中的填料应采用聚四氟乙烯膜、一氧化铅、甘油调合填料; 对于高纯气体管道与阀件的连接应采用高压双卡套接头连接。

安全技术要求

气体管道设计的安全技术应符合相关的设计规范和下述要求:

(1) 在同一槽架内不应同时敷设气体管道和导电线路及电缆。

(2) 所有减压阀需设有排气管路到气体存放区外。易燃气体、氧化气体排气管路不能并在一起。

(3) 管道系统应设有调压装置，其组成包括各种阀门( 调节阀、截止阀、球阀等) ，实现气体的开启、关闭、调节等作用。设单独的阀门( 球阀或针阀) 控制工作台上气体出口。

(4) 各种气体管道应有明显的指示标志。安全减压阀的标识需标明压力释放级别。

(5) 使用氢气及可燃气体的实验室应设置报警装置，放空管路上安装气体回火防止器。

(6) 存放氢气钢瓶的区域应有每小时不小于三次换气的措施。

(7) 瓶阀、接管螺丝和减压阀等附件无泄漏、滑丝、松动等危险情况，各种气压表一般不得混用。

用气安全性

实验室集中供气系统比单独钢瓶供气模式有着较多的优势，越来越多的实验室建设者、工作者、管理者对实验室集中供气系统的使用已形成共识，采用集中供气作为实验室供气模式的主流设计方案得到广泛认可。实验室集中供气的设计应符合相关标准和规程的要求，保证实验室供气的稳定性、持续性和安全性。

安全环保工作信息化

随着信息技术的快速发展，信息化在实验中心安全环保领域得到广泛应用。首先购置智能化门禁系统和中央集成的监控系统，对实验中心安全环保实行全过程监控管理; 其次以生物学国家级虚拟仿真实验教学中心为依托，大力加强虚拟仿真实验教学资源建设，以虚拟实验代替涉及高危或极端环境、高成本、高消耗的实验项目，既体现了安全环保的绿色理念，又提高了安全环保的信息化水平。