清潔能源轉化項目實驗室A棟氣體工程

鄭念平

（中國華能集團公司人才基地建設管理中心 北京100021）

1 項目介紹

為貫徹落實中央關于建設創新型國家的戰略部署，加快引進海外高層次人才，加大科技創新工作力度，加快打造世界一流大型企業集團，使未來科技城成為具有世界一流水準、引領我國應用科技發展方向、代表我國相關產業應用研究技術最高水平的人才創新創業基地。中國華能集團公司積極響應關于建設未來科技城的號召，以“千人計劃”戰略為契機，在大力開展海外人才引進工作的同時，并將華能集團人才創新創業基地項目作為“千人計劃”落地載體，“引鳳筑巢”為專家們開展科研工作提供一流的研發平臺。項目建成后，中國華能將在此進行綠色煤電及煤基多聯產技術、溫室氣體減排技術、低質煤利用技術、可再生能源發電技術、發電新材料、電站優化設計等項目研究，聚集高科技人才，成為中國華能清潔能源及能源清潔轉化領域的研發基地和科技成果的產業基地。綜合實驗室A棟地上為6層，建筑高度33米，建筑面積約2萬平方米，主要用于科研實驗，內部有實驗室、辦公室、會議室以及附屬配套設施。

2 泄漏偵測和緊急切斷

每個設計到使用易燃易爆氣體的實驗室內均設置了氣體泄漏報警偵測系統，偵測系統均為五種:氧氣、氫氣、一氧化碳、乙炔、甲烷，根據氣體的特性，不同氣體的探頭安裝位置也有所不同。根據探頭的有效偵測范圍大型實驗室內設置了多個探頭以避免偵測死角。探頭在氣體泄漏時泄漏偵測可以偵測到作出聲光報警提示并通過信號傳送到集成控制箱，控制箱給出信號到切斷閥切斷氣體輸送，達到安全目的。易燃易爆氣體在氣源端或每個樓層均設置切斷閥.可單獨切斷；鋼瓶間和管道井內設置的煙感探頭連接到PLC控制箱中，緊急狀況時氣體的緊急切斷閥切斷氣源，同時開啟排風裝置。

3 泄漏偵測與緊急切斷聯動原理

當氣體泄漏時，偵測器會聲光報警同時輸出一組開關量報警信號給PLC系統，PLC系統通過處理輸出兩組相對應開關量報警信號，一組給VAV控制器的風機控制模塊，使風機的排風速度達到最大。另外一組給緊急切斷閥切斷泄漏氣體的供氣。

4 緊急切斷原理

當氣體泄漏時，偵測器會聲光報警同時會輸出一組開關量的報警信號給PLC系統，PLC系統通過處理同時輸出一組相對應開關量報警信號給電磁閥，使電磁閥斷電從而使氣動閥閉合，達到切斷氣源的效果，每一層的每種氣體的切斷都是相對應的。

5 自動切換裝置

氣瓶間的各種氣體我們都采用了全自動切換的匯流排供氣，匯流排設置了整套系統，包含：

●自動切換功能(當一側的氣瓶組氣體用完后，會自動關閉輸送閥同時另外一側的氣瓶組會自動供入氣體)；

●緊急排空功能(當氣體超壓時，排空閥會自動將超出的壓力釋放)；

●低壓壓力報警功能 (當鋼瓶的氣體壓力不足時會發出聲光提示)；

●緊急切斷功能 (當氣體發生泄漏或實驗室特殊氣體濃度超標時，會自動切斷該氣體的氣源)；

●緊急強排風(當氣體泄漏時，強排風系統會自動開啟，加大風機風量將泄漏氣體排出)。

●吹掃系統(當更換氣瓶時，系統內的余氣可用高純氮將之吹掃出，使管內的剩余氣體全部排放后再更換鋼瓶，這樣無氣體溢出保證安全；同時更換好鋼瓶后再做一次吹掃，將更換鋼瓶時進入系統的空氣等雜質吹掃出去，保證供氣純度)。

●精確分辨顯示 (無論是壓力報警值還是泄漏報警值均可在控制器上清楚的顯示報警的氣體名稱，報警位置等詳細內容)；

●管道配件連接(所有管道，配件等連接的方式均采用高規格的全自動無縫焊接，無泄漏點產生)。

●與煙感探頭的聯動：氣瓶間和氣體管道井安裝有煙感探頭,當煙感探頭檢測到煙霧信號以后,會傳出2組開關量信號,一組傳至消防中心，由消防中心判斷是否發生火情,;另一組開關量信號傳送至氣體泄漏報警PLC系統,PLC系統發出一級報警信號，提醒值守人員通知消防中心緊急判斷是否起火，真要起火，消防中心會緊急啟動消防報警信號，同時將信號傳送給PLC控制器，PLC控制器立即執行自動切斷和自動排空功能。

從高壓鋼瓶出來用一段Pigtail連接到匯流排上的各個控制閥，再配備全自動切換裝置，實現在用氣瓶和備用氣瓶之間的氣體切換和不間斷供應。氣源處設置壓力傳感器以壓力做報警提示，氣體匯流排配置高純氮吹掃和排空尾氣處理以防止殘留有毒有害氣體的溢出。易燃易爆氣體及氧氣在排空裝置及進氣主管路上配置回火防止器，進氣主管路上配置緊急切斷閥和過流量開關，鋼瓶間設置氣體泄漏報警器，當鋼瓶間有有害氣體泄漏后泄漏探測報警器會發出聲光報警同時給出信號到緊急切斷間，切斷閥切斷供氣氣源，保證供氣安全。

為實驗人員創造了放心安全的實驗室供氣系統，保障了實驗室人員在室內操作的安全性及功能性。