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        特種氣體系統的設計

        2019-09-09

          特種氣體系統的設計

          特種氣體氣房的選擇和設計要求

          1、除了簡單的供氣系統以外,特氣房一般都獨立于主場房而單獨建設,其規劃時需考慮建筑物的防火、泄爆、防火防爆間距、危險物的總量控制等。

          2、常規供氣系統一般也采用多種氣瓶柜共設在一個氣體室;而對于大宗特氣,會根據氣體特性和相容性將氣體房分成可燃氣體房、腐蝕性氣體房、惰性氣體房、硅烷氣體房、毒性氣體房等。

          3、氣體房必須有良好的通風,氣體房的選擇和設計一般由設計院完成。

          特種氣體管道系統的設計

          1.材料的選擇

          特氣管路系統普遍采用316L不銹鋼電解拋光(EP)管道,閥門一般采用高純調壓閥、隔膜閥、高精密過濾器、(<0.003微米)、VCR接頭等。接觸氣體的管路部件表面粗糙度可控制在5uin。對于某些高腐蝕性的氣體如CL2等,采用經過特殊處理的耐腐蝕強的EP管 。

          2.主管路系統的設計

          在確定好氣體房和用氣點以后,主管路系統一般遵循管道線路最短,拐彎最少,布置緊湊合理,給人簡單美觀的感覺。輸送系統的數量和管徑的大小一般根據機臺用氣點的多少和流量大小確定,基本都采用小管徑輸送(1/4-3/4)而且多設計了備用系統。由于氣體本身的危險性,許多地方采用把管道鋪設在電纜橋架里,對于穿墻或穿過夾道的地方,周圍有危險源和經常有危險作業的地方,露天的地方管道一般布置在全封閉的橋架里。

          對于低蒸汽壓氣體(WF6,DCS,BCl3,C5F8,ClF3等),需要考慮鋼瓶加熱,氣體面板加熱,管道伴熱等。為了精確控制流量,在氣源端一般會考慮配置高精度的壓力變送器、電子秤、溫控器等。在機臺用氣點也都配置了質量流量計,壓力調節閥。對于劇毒、高反應性和自燃氣體,應使用雙套管輸送。同時管道的設計要采用零死區設計,即整個管道系統從氣柜到VMB、從VMB到用氣點,要點對點,中間不允許有在氣體置換時有殘留空氣的死角。因此,整個管路系統中由VMB完成氣體的分配,中間沒有三通。最后管道還要有良好的接地。

          3、輔助系統的設計

          氣體柜或控制面板在安裝和運輸的過程中由于搬運和震動,閥門、接頭、過濾器等的更換、或其他原因、需要對其重新進行高壓氣密性試驗和氦檢,氣體的置換也需要用到高壓氮氣或氦氣,所以特氣柜需設計接入高壓惰性氣體氦氣或氮氣。一般選擇在特氣房設置一臺或多臺惰性氣體柜。其連接形式為:

          特氣柜中裝有各種氣體驅動閥,主管路在送氣前必須進行管道的吹掃和空氣的置換,所以還需輔助有高純氮氣和潔凈壓縮空氣系統。氮氣系統采用SUS316L-EP管,CDA可采用SUS316L-BA管,其管徑根據氣柜的多少來計算決定。

          氣體房和氣柜還須有自動噴淋系統,但有的氣體如三氟化氯,硅烷遇水反應,這時就還需要考慮采用二氧化碳滅火系統。

          排風系統和放空系統也是特氣系統的重要組成部分。其排風系統也根據危險品性質分成普通排風系統(GEX)、酸性排風系統(SEX)、溶劑排風系統(VEX)、氨氣排風系統(AEX)。普通排風系統采用鍍鋅鐵皮風管,酸性排風一般采用玻璃鋼風管,溶劑和氨氣排風一般采用不銹鋼風管。氣柜的排風也是根據其性質接入上面不同的排風系統。氣體的放空是指特氣管道和氣柜中的特氣經氮氣稀釋后由放空管道排放到大氣或排風系統中,有的劇毒性或高危害性的氣體建議排放到尾氣處理器中經處理后排放至相應的排風系統中。放空系統一般采用SUS304不銹鋼管道,一直延伸到屋頂,高出屋面兩米左右,并設防雨罩。


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