清洁能源转化项目实验室A栋气体工程

郑念平

（中国华能集团公司人才基地建设管理中心 北京100021）

1 项目介绍

为贯彻落实中央关于建设创新型国家的战略部署，加快引进海外高层次人才，加大科技创新工作力度，加快打造世界一流大型企业集团，使未来科技城成为具有世界一流水准、引领我国应用科技发展方向、代表我国相关产业应用研究技术最高水平的人才创新创业基地。中国华能集团公司积极响应关于建设未来科技城的号召，以“千人计划”战略为契机，在大力开展海外人才引进工作的同时，并将华能集团人才创新创业基地项目作为“千人计划”落地载体，“引凤筑巢”为专家们开展科研工作提供一流的研发平台。项目建成后，中国华能将在此进行绿色煤电及煤基多联产技术、温室气体减排技术、低质煤利用技术、可再生能源发电技术、发电新材料、电站优化设计等项目研究，聚集高科技人才，成为中国华能清洁能源及能源清洁转化领域的研发基地和科技成果的产业基地。综合实验室A栋地上为6层，建筑高度33米，建筑面积约2万平方米，主要用于科研实验，内部有实验室、办公室、会议室以及附属配套设施。

2 泄漏侦测和紧急切断

每个设计到使用易燃易爆气体的实验室内均设置了气体泄漏报警侦测系统，侦测系统均为五种:氧气、氢气、一氧化碳、乙炔、甲烷，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。探头在气体泄漏时泄漏侦测可以侦测到作出声光报警提示并通过信号传送到集成控制箱，控制箱给出信号到切断阀切断气体输送，达到安全目的。易燃易爆气体在气源端或每个楼层均设置切断阀.可单独切断；钢瓶间和管道井内设置的烟感探头连接到PLC控制箱中，紧急状况时气体的紧急切断阀切断气源，同时开启排风装置。

3 泄漏侦测与紧急切断联动原理

当气体泄漏时，侦测器会声光报警同时输出一组开关量报警信号给PLC系统，PLC系统通过处理输出两组相对应开关量报警信号，一组给VAV控制器的风机控制模块，使风机的排风速度达到最大。另外一组给紧急切断阀切断泄漏气体的供气。

4 紧急切断原理

当气体泄漏时，侦测器会声光报警同时会输出一组开关量的报警信号给PLC系统，PLC系统通过处理同时输出一组相对应开关量报警信号给电磁阀，使电磁阀断电从而使气动阀闭合，达到切断气源的效果，每一层的每种气体的切断都是相对应的。

5 自动切换装置

气瓶间的各种气体我们都采用了全自动切换的汇流排供气，汇流排设置了整套系统，包含：

●自动切换功能(当一侧的气瓶组气体用完后，会自动关闭输送阀同时另外一侧的气瓶组会自动供入气体)；

●紧急排空功能(当气体超压时，排空阀会自动将超出的压力释放)；

●低压压力报警功能 (当钢瓶的气体压力不足时会发出声光提示)；

●紧急切断功能 (当气体发生泄漏或实验室特殊气体浓度超标时，会自动切断该气体的气源)；

●紧急强排风(当气体泄漏时，强排风系统会自动开启，加大风机风量将泄漏气体排出)。

●吹扫系统(当更换气瓶时，系统内的余气可用高纯氮将之吹扫出，使管内的剩余气体全部排放后再更换钢瓶，这样无气体溢出保证安全；同时更换好钢瓶后再做一次吹扫，将更换钢瓶时进入系统的空气等杂质吹扫出去，保证供气纯度)。

●精确分辨显示 (无论是压力报警值还是泄漏报警值均可在控制器上清楚的显示报警的气体名称，报警位置等详细内容)；

●管道配件连接(所有管道，配件等连接的方式均采用高规格的全自动无缝焊接，无泄漏点产生)。

●与烟感探头的联动：气瓶间和气体管道井安装有烟感探头,当烟感探头检测到烟雾信号以后,会传出2组开关量信号,一组传至消防中心，由消防中心判断是否发生火情,;另一组开关量信号传送至气体泄漏报警PLC系统,PLC系统发出一级报警信号，提醒值守人员通知消防中心紧急判断是否起火，真要起火，消防中心会紧急启动消防报警信号，同时将信号传送给PLC控制器，PLC控制器立即执行自动切断和自动排空功能。

从高压钢瓶出来用一段Pigtail连接到汇流排上的各个控制阀，再配备全自动切换装置，实现在用气瓶和备用气瓶之间的气体切换和不间断供应。气源处设置压力传感器以压力做报警提示，气体汇流排配置高纯氮吹扫和排空尾气处理以防止残留有毒有害气体的溢出。易燃易爆气体及氧气在排空装置及进气主管路上配置回火防止器，进气主管路上配置紧急切断阀和过流量开关，钢瓶间设置气体泄漏报警器，当钢瓶间有有害气体泄漏后泄漏探测报警器会发出声光报警同时给出信号到紧急切断间，切断阀切断供气气源，保证供气安全。

为实验人员创造了放心安全的实验室供气系统，保障了实验室人员在室内操作的安全性及功能性。