液氮(dàn)(LN2)是包括(kuò)醫療(liáo)保健，工業和(hé)製藥行業(yè)在(zài)內(nèi)的(dí)各個(gè)行業(yè)的重(zhòng)要(yào)資源。我(wǒ)們重點介(jiè)紹(shào)製藥(yào)設(shè)施(shī)液氮係(xì)統的設(shè)計(jì)，並討論了(liǎo)設計過(guò)程(chéng)中(zhōng)需(xū)要考慮(lǜ)的(dí)常(cháng)見問題(tí)和關(guān)注點。

　　液(yè)氮係(xì)統包括儲罐和汽化器(qì)，汽(qì)化(huà)器取決於對(duì)氣(qì)態(tài)氮的需求(qiú)，輸送(sòng)氣體的管道和蒸汽(qì)排放(fàng)口。製(zhì)藥設施中(zhōng)液(yè)氮係統的設計(jì)，係統(tǒng)和(hé)尺寸(cùn)提供(gōng)了設(shè)計(jì)師(shī)必須解決(jué)的共(gòng)同問題(tí)和關(guān)注點。

　　儲(chǔ)罐(guàn)

　　低溫儲(chǔ)罐(guàn)是(shì)液氮設(shè)計(jì)不可(kě)或缺(quē)的一部分，儲罐的正確選擇，放(fàng)置和尺寸對(duì)係統(tǒng)至(zhì)關重(zhòng)要(yào)。

　　什(shí)麼是低溫(wēn)儲罐?低溫(wēn)儲(chǔ)罐用於(yú)在低溫度(dù)下儲存氣體，定(dìng)義為(wéi)溫度(dù)為(wéi)-20華氏度(dù)(-28.9攝(shè)氏度(dù))或更低的(dí)任何(hé)液(yè)態氣體(tǐ)。液(yè)體(tǐ)形式(shì)是優選的儲存(cún)方(fāng)法(fǎ)，因為與相當(dāng)數(shù)量(liáng)的壓(yā)縮(suō)氣體相比，其體(tǐ)積顯著減小(xiǎo)，因此(cǐ)更經濟(jì)實(shí)用。

　　低(dī)溫(wēn)儲存(cún)係(xì)統包括(kuò)散裝儲罐(guàn)，用(yòng)於(yú)將液態氣體轉化為(wéi)氣態(tài)的(dí)蒸發器以及(jí)將氣體(tǐ)和/或液體輸(shū)送到使用點(diǎn)的(dí)管(guǎn)道(dào)網(wǎng)絡。

　　儲罐是隔(gé)熱的，有(yǒu)大型(xíng)散(sàn)裝罐，微型(xíng)散裝罐(guàn)或(huò)杜瓦罐。這些儲罐可(kě)以(yǐ)水平或(huò)垂直安裝(zhuāng)。垂(chuí)直位置為(wéi)常見，因為它(tā)比水(shuǐ)平位置占用(yòng)的(dí)場地麵積(jī)少。此(cǐ)外，立式罐(guàn)為(wéi)液(yè)體蒸(zhēng)發提供了(liǎo)較小的(dí)濕(shī)潤(rùn)麵積，這是盡可能長時(shí)間(jiān)地保(bǎo)持(chí)儲(chǔ)存(cún)液(yè)體(tǐ)處於(yú)該(gāi)狀(zhuàng)態(tài)所必需的。

　　低溫儲罐和輔(fǔ)助設備安裝在結(jié)構(gòu)工程師(shī)設計(jì)的結(jié)構墊上。儲(chǔ)罐(guàn)墊(diàn)的厚(hòu)度應(yīng)至少為(wéi)6英寸，或由結構工程師確(què)定(dìng)，並且(qiě)足(zú)夠大(dà)，可以(yǐ)容納蒸發(fā)器(qì)和其他設(shè)備(bèi)。

　　低溫儲(chǔ)罐(guàn)的(dí)尺寸取決(jué)於(yú)交付之間(jiān)預(yù)計使用的氣體(tǐ)量(liáng)，從(cóng)每(měi)月(yuè)一(yī)次(cì)到(dào)兩次(cì)或根據客戶的(dí)要(yào)求，以及每(měi)天，輪(lún)班或每周的(dí)氣體使(shǐ)用量。這可(kě)以通(tōng)過(guò)使用(yòng)出口(kǒu)總(zǒng)數(shù)，每(měi)個(gè)出口使用(yòng)的氣體(tǐ)量以及每天的(dí)使用時間(jiān)，並根據(jù)之(zhī)前的項目經驗來(lái)計算。

　　一旦確定了體積(jī)，一個(gè)好的(dí)經(jīng)驗法(fǎ)則(zé)是將儲罐(guàn)的(dí)實(shí)際可用容(róng)量增(zēng)加(jiā)30%，將(jiāng)額外的空(kōng)體(tǐ)積的10%用(yòng)作(zuò)蒸(zhēng)發空間，將液化氣所(suǒ)占(zhān)體(tǐ)積的20%用(yòng)作儲(chǔ)備(bèi)容(róng)量。當達(dá)到(dào)低液(yè)位報警(jǐng)點時，該(gāi)儲備應(yīng)提(tí)供(gōng)兩到(dào)三天(tiān)的液(yè)體供(gōng)應，為(wéi)供應商(shāng)提(tí)供足夠的(dí)時(shí)間來交付(fù)更多的(dí)液氮(dàn)。

　　此外，在選擇儲罐(guàn)尺(chǐ)寸和散(sàn)裝與微(wēi)型散裝儲罐(guàn)時(shí)，必(bì)須考慮項目現(xiàn)場(cháng)是否能夠容納送貨卡(qiǎ)車(chē)的(dí)尺寸(cùn)。散裝(zhuāng)罐(guàn)通常需要(yào)更大的卡車，如果沒有(yǒu)適當(dāng)的(dí)許可(kě)，這(zhè)些(xiē)卡車將無法(fǎ)進入和運(yùn)輸(shū);盡早與項(xiàng)目建(jiàn)築師協調(tiáo)。由(yóu)於某些(xiē)司法(fǎ)管轄(xiá)區限製了(liǎo)水箱(xiāng)的高度，因此應(yīng)與(yǔ)市政(zhèng)府(fǔ)官員一起(qǐ)審查(chá)水(shuǐ)箱的高(gāo)度(dù)。

　　還建(jiàn)議咨詢(xún)預(yù)期供(gōng)應商(shāng)，了解交(jiāo)貨(huò)時(shí)間(jiān)表(biǎo)和(hé)價格。在確(què)定儲罐尺(chǐ)寸(cùn)時，必須在(zài)小(xiǎo)化尺(chǐ)寸和(hé)確(què)保交付之(zhī)間的(dí)合理(lǐ)供應(yīng)之間取得(dé)平(píng)衡(héng)。

　　低(dī)溫液體儲罐的製(zhì)造符(fú)合(hé)多項(xiàng)法(fǎ)規(guī)和(hé)標準(zhǔn)，包(bāo)括(kuò)UL-644，ASME非受(shòu)火壓(yā)力容(róng)器(qì)規範以(yǐ)及NFPA 50，50A和50B。NFPA 99，衛生保(bǎo)健設施(shī)，通常用(yòng)作實驗室標準。

　　除了上(shàng)述規範外，工(gōng)程(chéng)師(shī)和設計師還應審查(chá)所有(yǒu)適用的規(guī)範(fàn)，並(bìng)確保設計(jì)符(fú)合(hé)有管(guǎn)轄權的機(jī)構(gòu)規定(dìng)的(dí)規(guī)範(fàn)和設計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　汽化器(qì)

　　蒸(zhēng)發器(qì)是(shì)一種將(jiāng)液(yè)氮(dàn)轉(zhuǎn)化(huà)為(wéi)氣(qì)體的裝置，通常(cháng)用於(yú)避(bì)免在(zài)送貨卡車(chē)上運(yùn)送(sòng)兩(liǎng)相。鋁蒸(zhēng)發器是(shì)常(cháng)用的，而(ér)不(bù)鏽(xiù)鋼(gāng)是高(gāo)純度(dù)應(yīng)用(yòng)的。

　　蒸發器(qì)的(dí)尺(chǐ)寸(cùn)是根據(jù)在(zài)低預(yù)期室外(wài)環境溫(wēn)度(dù)下將液體(tǐ)轉化(huà)為氣(qì)相(xiāng)的標(biāo)準立(lì)方英尺/小時(shí)來(lái)確定的。在(zài)較冷的氣(qì)候條(tiáo)件(jiàn)下(xià)，可(kě)能需(xū)要額外的加熱源(yuán)，如(rú)燃氣或電(diàn)熱元(yuán)件，並在蒸(zhēng)發器附近(jìn)安裝排水管，以清除積冰(bīng)。定(dìng)期(qī)清潔(jié)是(shì)必要的。

　　蒸(zhēng)發(fā)器(qì)與儲(chǔ)罐放置(zhì)在(zài)同(tóng)一(yī)設備墊(diàn)上，建議(yì)盡可能(néng)靠近儲罐(guàn)放(fàng)置。

　　管道(dào)係統設(shè)計

　　輸送低(dī)溫的管(guǎn)道係統的設(shè)計(jì)應(yīng)能(néng)承(chéng)受高(gāo)壓(yā)和(hé)低壓(yā)，並應以減(jiǎn)少液(yè)氮(dàn)蒸發損失(shī)為(wéi)目(mù)標(biāo)。合適(shì)的管(guǎn)道材(cái)料，隔熱和蒸(zhēng)汽排(pái)放(fàng)口的放(fàng)置對(duì)於確保安全有(yǒu)效(xiào)地輸送液氮至關重(zhòng)要。

　　不(bù)鏽鋼，銅和(hé)鋁是液氮係統常用(yòng)的(dí)管(guǎn)道材(cái)料，因為它們(mén)具有良好的(dí)導熱性(xìng)，可(kě)以保(bǎo)持(chí)液氮(dàn)的(dí)溫度。

　　•真空夾套(tào)管道(VJP)。這(zhè)是(shì)常用(yòng)的(dí)絕緣(yuán)材(cái)料。它由(yóu)真空隔開的內外管(guǎn)組成，大限度(dù)地(dì)減(jiǎn)少了傳(chuán)熱(rè)。環(huán)形區域填(tián)充有(yǒu)超(chāo)絕緣層(céng)，這是一種(zhǒng)由(yóu)鋁(lǚ)等(děng)高(gāo)反(fǎn)射金(jīn)屬製成(chéng)的(dí)輻(fú)射屏蔽材(cái)料(liào)。這(zhè)種(zhǒng)材(cái)料(liào)的(dí)目的是減少輻(fú)射(shè)傳熱(rè)。

　　VJP隔熱(rè)具有(yǒu)許多(duō)優點(diǎn)，例如(rú)提(tí)供優異的(dí)隔(gé)熱質量，減(jiǎn)少(shǎo)因熱量增(zēng)加而導(dǎo)致(zhì)的(dí)製冷劑(jì)損失(shī)，減(jiǎn)少(shǎo)積冰。然(rán)而(ér)，值得(dé)注意的(dí)是，盡管采用(yòng)了VJP隔熱材(cái)料(liào)，但(dàn)由(yóu)於溫度(dù)低(dī)，處理(lǐ)液氮管道仍(réng)需要(yào)采取(qǔ)適當的安全措施(shī)。

　　•蒸(zhēng)汽(qì)排放(fàng)口。在(zài)設計液氮係(xì)統時，重(zhòng)要的是要注(zhù)意，隨(suí)著(zhuó)時(shí)間(jiān)的(dí)推(tuī)移，管(guǎn)道中(zhōng)的液(yè)氮(dàn)會轉化為氣相，氣相在(zài)管(guǎn)道中上升，降(jiàng)低(dī)管道(dào)中(zhōng)液(yè)氮(dàn)的輸(shū)送壓(yā)力(見(jiàn)圖(tú)A)。

　　為防止和(hé)釋放液氮(dàn)管道中(zhōng)的(dí)氣體(tǐ)，應在(zài)管道分(fēn)配係統的(dí)高點(diǎn)安(ān)裝蒸汽排(pái)放(fàng)口。蒸汽排放口將(jiāng)氣相(xiāng)和液(yè)相分離(lí)，確保液氮的(dí)質(zhì)量得以(yǐ)保持(chí)。

　　它(tā)將(jiāng)液氮困(kùn)在管道(dào)內，同時允許(xǔ)氣態氮(dàn)通過(guò)蒸(zhēng)汽(qì)排放(fàng)口逸(yì)出，蒸(zhēng)汽排放口由(yóu)內(nèi)部(bù)浮子組(zǔ)件(jiàn)控製(zhì)(見圖B)。

　　排氣套(tào)件將液氮保存在(zài)管道中，在使(shǐ)用點按需輸送。在某些氣候(hòu)帶，可(kě)能(néng)還(huán)需(xū)要(yào)在蒸汽通風(fēng)口處安裝(zhuāng)通(tōng)風加熱(rè)器(qì)，以(yǐ)防止(zhǐ)在端點處的通風管上結冰，通(tōng)常(cháng)在(zài)屋(wū)水平(píng)。

　　應與製造商代表討論和協調(tiáo)蒸(zhēng)汽排放口的位置(zhì)，並在圖(tú)紙上準(zhǔn)確顯(xiǎn)示，以(yǐ)確(què)保在(zài)施工(gōng)期間(jiān)提供(gōng)。值得注意的是(shì)，當(dāng)液氮(dàn)以小(xiǎo)鋼瓶(píng)輸(shū)送時，蒸汽通風(fēng)口的放置(zhì)並不常見(jiàn)。

　　設計良好(hǎo)的液(yè)氮(dàn)係統包(bāo)括儲(chǔ)罐，蒸(zhēng)發器，管(guǎn)道(dào)材料，隔熱(rè)層(céng)和蒸(zhēng)汽(qì)排放(fàng)口等設備，以(yǐ)確保高(gāo)效(xiào)和安全(quán)的應(yīng)用。通(tōng)過(guò)遵守相關規範和設(shè)計(jì)標準，使(shǐ)用(yòng)適當(dāng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，並考慮(lǜ)送貨卡(qiǎ)車時間表和室(shì)外溫(wēn)度，可(kě)以(yǐ)創建一(yī)個提供性能和(hé)安全性的(dí)係統(tǒng)。

　　金鳳(fèng)mve公司擁(yōng)有超過(guò)15年的建築(zhù)管道(dào)和消(xiāo)防(fáng)係統設計經(jīng)驗(yàn)。他在(zài)建(jiàn)築暖(nuǎn)通空調(tiáo)設(shè)計(jì)方麵(miàn)也(yě)很有(yǒu)經驗(yàn)。參與(yǔ)了廣(guǎng)泛的項目：教(jiào)育(yù)，實驗室，高性能建(jiàn)築(zhù)設(shè)計，城市公共(gòng)安全，高層(céng)公寓，零(líng)售，餐館(guǎn)和(hé)其他(tā)商業(yè)類(lèi)型的項目。