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。 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 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 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 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。

集中供气系统优点

一些仪器或设备的工作都需要各种各样的气体供应，通常使用气体的种类有高纯氧气、氮气; 氩气、氢气、氦气; 甲烷、乙炔、二氧化碳、，还有混合气体等甚至还有些设备还会用到有毒有害气体。有些气体用于仪器设备的驱动控制，如压缩空气。 供气的方式有两种，一种是传统的独立钢瓶分散供气模式，这种供气模式为每台仪器设备单独配置气体钢瓶，分别满足每台仪器设备的使用。另一种模式为集中供气模式，该方式以储气罐、杜瓦瓶、气体发生器等作为气源，配置气体发生系统或自动切换或手动切换等系统，实现气体的不间断供应，通过耐压不锈钢管道将气体输送到用气端，每个端口的压力和流量可以按照仪器的要求进行单独控制，满足各种仪器设备的使用要求。 集中供气系统的主要优点表现在以下几个方面。

1、稳压效果好。集中供气可采用二级减压或多级减压方式获得较好的稳压效果。例如，系统二级减压后，加上仪器内部的调压装置，可以说是三级稳压，气源在一级减压后，主管路上保持较高压力，便于远距离管道输送，在仪器前端采用二级低压减压阀，将压力调整到仪器工作范围内，再进入仪器内部的压力调整后，进入仪器的气体能够确保达到仪器使用要求。

2、保证气体纯度。通过大型的储罐( 液压) 和输送管道将载气输送给仪器，在储罐出口安装有单向阀，可避免更换储罐时空气或水分混入，另外，还可在高压段之后安装有泄压开关球阀，将多余的空气或水分排放，从而保证气体的纯度。

3、安全性提高。一般瓶装气体的充气压力大于或等于 14MPa/cm2，集中供气可根据需要降低系统压力，而且远离实验区域，提高了使用的安全性。另外，集中供气可将空气压缩机安放在供气室内，减少压缩机产生电火花带来的安全隐患，并可避免噪音对 的干扰。

4、改善工作环境。 内钢瓶、空压机等供气源的取消减少了占地面积，便于 设备和设施的布置，避免了其与 操作人员在一处造成的混乱和不便。

5、降低运行成本。集中供气系统可采用储气量较大的液态储罐供气，可大大节省采购成本，减少更换气瓶、气罐的频次，节省劳动成本，减轻了维护人员的劳动强度，便于管理、维修和保养。

6、持续和及时。集中供气系统采用手动、半自动或全自动切换系统，平时每个供气源为一开一备状态，可根据仪器工作条件对局部或整体气体压力、流量进行调节，能保证仪器用气的流量和压力的稳定性、持续性，也能保证量值传递不发生变化。

7、

7、扩展性灵活。集中供气管道上可预留接气点以及能够扩展的点，并安装控制开关或堵头，方便扩展。所有用气的仪器前端均装控制阀。因此，可以在不影响其他仪器正常工作的情况下，扩展新的用气端点。

集中供气系统设计

1、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。

2、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 的布局和用气情况在 的每层或几层设置一个气瓶室，也可在 外部设计一个为整个 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 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。

3、管线设计

按标准单元组合设计的通用 ，各种气体管道也应按标准单元组合设计。

根据 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) 。

氢气、氧气和乙炔甲烷等管道以及引入 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。

需穿过 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。

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。

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。

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。

4、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。

5、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。

6、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:

在同一槽架内不应同时敷设气体管道和导电线路及电缆。

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。

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。

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。

使用氢气及可燃气体的 应设置报警装置，放空管路上安装气体回火防止器。

存放氢气钢瓶的区域应有每小时不小于三次换气的措施。

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

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 建设者、工作者、管理者对 集中供气系统的使用已形成共识，采用集中供气作为 供气模式的主流设计方案得到广泛认可。 集中供气的设计应符合相关标准和规程的要求，保证 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［9－12］，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。

生物学实验中心安全环保工作成效

目前，中心安全环保工作取得了明显成效，健全了 安全环保管理体系，建立了 安全环保技术标准，完善了安全环保设施，形成了信息化管理新模式，提高了安全环保工作的效率和效果。学生在实验过程中哪些物品有毒或有危险性，如何避免伤害，大型仪器怎样使用等都胸中有数。学生安全意识明显提高，实验操作规范，仪器设备的损坏明显减少，实验教学及实验教学改革高效推进。近几年来，中心没有发生任何大的安全环保责任事故，保障了 财产安全和师生的人身安全，保证了中心正常的教学和科研秩序。

结语

高等学校生物学实验中心安全环保内涵丰富，涉及面广，技术性强，防范难度大，一旦发生安全事故都会造成不良后果，有的甚至会酿成大的责任事故，因此，必须高度重视，警钟长鸣。我们一方面要牢固树立“防范胜于救灾，隐患胜于明火，责任重于泰山”的安全意识，积极构建“制度完善、设施先进，培训到位”的长效机制，充分依靠广大师生员工扎实做好 安全环保工作; 另一方面，以新理念和新方式推动 安全环保管理改革，将信息技术与 安全环保深度融合，进一步提升互联网+ 背景下 安全环保信息化水平，为教学、科研和人才培养顺利开展创造良好学习和工作环境。