快卡連接氮封裝置在純化水應(yīng)用案例
氮封水箱應(yīng)用在超純水系統(tǒng)中，一般用在混床或EDI電去離子設(shè)備后的需要設(shè)置緩沖水箱時，此時往往會優(yōu)先考慮采用氮封水箱來作為緩沖罐，氮氣要求純度為99%設(shè)置氮封系統(tǒng)，維持罐內(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣，保證儲罐在正常運行過程中不吸進(jìn)空氣，防止形成爆炸性氣體。
儲罐氮封系統(tǒng)使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.5~0.6MPa。超純水在空氣中如何被污染：空氣中含有二氧化碳、細(xì)菌、塵埃等雜質(zhì)，而超純水為純的溶劑，對這些雜質(zhì)的溶解能力很強，故一旦超純水與空氣接觸，就會使其電阻率迅速下降，實踐證明15MΩ.cm以上的超純水暴露在空氣中1分鐘后水質(zhì)就會下降至3-4MΩ.cm，3分鐘以后就會下降到2MΩ.cm左右。因此必須要減少超純水與空氣接觸的機會。
純化水儲罐的罐蓋、人孔和罐底閥門等零部件應(yīng)設(shè)計為衛(wèi)生連接的方式，并方便拆卸和清洗?？刹鹦读悴考c罐體之間的密封材料應(yīng)無毒、無析出物、耐高溫、無脫落物。 罐體結(jié)構(gòu)件不得有裂紋、開焊和變形，內(nèi)壁表面光滑平整、。 純化水儲罐的處有排（放）口，可排盡，不積水。應(yīng)當(dāng)考慮到必要時將罐內(nèi)的誰全部排空的要求；罐底排水管的管徑應(yīng)按照輸送泵進(jìn)水要求計算；排水管路少設(shè)彎頭，減少泵吸入管路損失。
儲罐應(yīng)設(shè)有液位計量裝置，該裝置不得對水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。實驗室純水設(shè)備適合工藝用水儲罐的液位計量裝置都是電信號液位控制裝置：液位開關(guān)、電容式液位計、隔膜壓力式液位計、稱重式液位計、雷達(dá)液位計等。為確保系統(tǒng)安全運行，罐內(nèi)還可加設(shè)高低液位報警開關(guān)或與輸送泵聯(lián)鎖的流量開關(guān)。
再循環(huán)系統(tǒng)儲罐頂部應(yīng)設(shè)置噴淋裝置（噴淋球或噴淋管），其選型及安裝位置的確定與罐頂設(shè)計應(yīng)結(jié)合考慮，確保儲罐頂及罐頂件所有內(nèi)表面隨時處于濕潤更新狀態(tài)，并維持腔體內(nèi)溫度＞80℃?；厮膲毫εc流量應(yīng)確保噴淋裝置能有效工作，噴淋裝置的設(shè)置應(yīng)避免形成能滋生微生物的死角。
儲罐的通氣口應(yīng)安裝不脫落纖維的0.22微米疏水性通氣過濾器（聚四佛乙烯或聚偏氟乙烯），并具備足夠的空氣流通量。過濾器筒體為316L不銹鋼，內(nèi)壁拋光，具有衛(wèi)生級接口；過濾器通量要考慮最大的泵流量或蒸汽消毒后迅速冷凝時的最大氣流速度（無正壓保護(hù)系統(tǒng)時）。
當(dāng)純化水儲罐采用大于0.1 MPa蒸汽滅菌時，儲罐應(yīng)按壓力容器設(shè)計并達(dá)到衛(wèi)生設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。儲罐上應(yīng)設(shè)置泄壓閥或防爆膜以防止超壓，并達(dá)到衛(wèi)生設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，防爆膜應(yīng)配有破裂指示，以便及時發(fā)現(xiàn)破裂，避免系統(tǒng)的完整性受到損害。
對需加熱貯存的不銹鋼儲罐罐體應(yīng)保溫，保溫材料中可溶出氯化物、氟化物、硅酸鹽及鈉離子含量應(yīng)符合《覆蓋奧氏體不銹鋼用絕熱材料規(guī)范》（GB/T 17393）的規(guī)定，以避免不銹鋼受到腐蝕。保溫材料不應(yīng)采用石棉制品。保溫層表面應(yīng)平整、光潔，不得有顆粒性物質(zhì)脫落，并應(yīng)用金屬薄板包裹保護(hù)。
儲罐的大小應(yīng)能滿足各種工藝用水條件下的儲水量要求。工藝用水輸送泵應(yīng)采用不銹鋼衛(wèi)生泵，衛(wèi)生卡箍作連接件。泵外殼底部應(yīng)能排除積水，泵出水口宜設(shè)置為45°角。泵上所有與工藝用水接觸的零部件表面,均需經(jīng)過表面處理，Ra = 0.8μm。純化水輸送泵的密封采用加純化水潤滑沖洗的雙端面密封方式。泵應(yīng)該設(shè)計成易拆卸的結(jié)構(gòu)形式,采用易清潔的開式葉輪。
工藝用水輸送泵提供的揚程和流量應(yīng)確保水在輸送系統(tǒng)中保持湍流。輸送泵的選型應(yīng)滿足系統(tǒng)運行過程中可能提供的高峰用水量+回水流量、系統(tǒng)管道阻力較大情況下的系統(tǒng)壓力,和相對于外部大氣正壓狀態(tài),還應(yīng)考慮防止微生物污染和在系統(tǒng)具有一定汽蝕條件下可以正常運轉(zhuǎn)。建議不采用備用泵設(shè)計,以避免微生物污染的風(fēng)險。如果系統(tǒng)配置了應(yīng)定時讓泵交替運行并以支路連續(xù)循環(huán)的方式將少部分水以不小于1.0m/s的速度始終通過備用泵。
二、快卡連接氮封裝置在純化水應(yīng)用案例防止超純水容器被空氣污染的常見方法：
☆充氮法：即在水箱水面上充入氮氣使箱內(nèi)維持適當(dāng)?shù)恼龎毫?，阻止大氣與箱內(nèi)水面接觸。
☆薄膜袋法：即在水箱內(nèi)設(shè)置袋狀薄膜覆蓋于水面上，薄膜袋隨水位升降，減少水面與空氣接觸面積。
☆浮頂法：即以密度比水輕的輕質(zhì)材料在水箱內(nèi)制成整塊板狀浮頂浮于水面，并用輕質(zhì)彈性材料(如海綿、發(fā)泡塑料等)遮蓋浮頂與箱間的間隙，浮頂隨水面升降。從而減少空氣與水面的接觸機會。
在上述三種方法中又以氮封水箱最常見。
純化水儲罐的罐蓋、人孔和罐底閥門等零部件應(yīng)設(shè)計為衛(wèi)生連接的方式，并方便拆卸和清洗。可拆卸零部件與罐體之間的密封材料應(yīng)無毒、無析出物、耐高溫、無脫落物。 罐體結(jié)構(gòu)件不得有裂紋、開焊和變形，內(nèi)壁表面光滑平整、。
純化水儲罐的處有排（放）口，可排盡，不積水。應(yīng)當(dāng)考慮到必要時將罐內(nèi)的誰全部排空的要求；罐底排水管的管徑應(yīng)按照輸送泵進(jìn)水要求計算；排水管路少設(shè)彎頭，減少泵吸入管路損失。
儲罐應(yīng)設(shè)有液位計量裝置，該裝置不得對水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。實驗室純水設(shè)備適合工藝用水儲罐的液位計量裝置都是電信號液位控制裝置：液位開關(guān)、電容式液位計、隔膜壓力式液位計、稱重式液位計、雷達(dá)液位計等。為確保系統(tǒng)安全運行，罐內(nèi)還可加設(shè)高低液位報警開關(guān)或與輸送泵聯(lián)鎖的流量開關(guān)。
再循環(huán)系統(tǒng)儲罐頂部應(yīng)設(shè)置噴淋裝置（噴淋球或噴淋管），其選型及安裝位置的確定與罐頂設(shè)計應(yīng)結(jié)合考慮，確保儲罐頂及罐頂件所有內(nèi)表面隨時處于濕潤更新狀態(tài)，并維持腔體內(nèi)溫度＞80℃?；厮膲毫εc流量應(yīng)確保噴淋裝置能有效工作，噴淋裝置的設(shè)置應(yīng)避免形成能滋生微生物的死角。
儲罐的通氣口應(yīng)安裝不脫落纖維的0.22微米疏水性通氣過濾器（聚四佛乙烯或聚偏氟乙烯），并具備足夠的空氣流通量。過濾器筒體為316L不銹鋼，內(nèi)壁拋光，具有衛(wèi)生級接口；過濾器通量要考慮最大的泵流量或蒸汽消毒后迅速冷凝時的最大氣流速度（無正壓保護(hù)系統(tǒng)時）。
當(dāng)純化水儲罐采用大于0.1 MPa蒸汽滅菌時，儲罐應(yīng)按壓力容器設(shè)計并達(dá)到衛(wèi)生設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。儲罐上應(yīng)設(shè)置泄壓閥或防爆膜以防止超壓，并達(dá)到衛(wèi)生設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，防爆膜應(yīng)配有破裂指示，以便及時發(fā)現(xiàn)破裂，避免系統(tǒng)的完整性受到損害。對需加熱貯存的不銹鋼儲罐罐體應(yīng)保溫，保溫材料中可溶出氯化物、氟化物、硅酸鹽及鈉離子含量應(yīng)符合《覆蓋奧氏體不銹鋼用絕熱材料規(guī)范》（GB/T 17393）的規(guī)定，以避免不銹鋼受到腐蝕。保溫材料不應(yīng)采用石棉制品。保溫層表面應(yīng)平整、光潔，不得有顆粒性物質(zhì)脫落，并應(yīng)用金屬薄板包裹保護(hù)。
儲罐的大小應(yīng)能滿足各種工藝用水條件下的儲水量要求。工藝用水輸送泵應(yīng)采用不銹鋼衛(wèi)生泵，衛(wèi)生卡箍作連接件。泵外殼底部應(yīng)能排除積水，泵出水口宜設(shè)置為45°角。泵上所有與工藝用水接觸的零部件表面,均需經(jīng)過表面處理，Ra = 0.8μm。純化水輸送泵的密封采用加純化水潤滑沖洗的雙端面密封方式。泵應(yīng)該設(shè)計成易拆卸的結(jié)構(gòu)形式,采用易清潔的開式葉輪。
工藝用水輸送泵提供的揚程和流量應(yīng)確保水在輸送系統(tǒng)中保持湍流。輸送泵的選型應(yīng)滿足系統(tǒng)運行過程中可能提供的高峰用水量+回水流量、系統(tǒng)管道阻力較大情況下的系統(tǒng)壓力,和相對于外部大氣正壓狀態(tài),還應(yīng)考慮防止微生物污染和在系統(tǒng)具有一定汽蝕條件下可以正常運轉(zhuǎn)。建議不采用備用泵設(shè)計,以避免微生物污染的風(fēng)險。如果系統(tǒng)配置了備用泵實驗室純水設(shè)備應(yīng)定時讓泵交替運行并以支路連續(xù)循環(huán)的方式將少部分水以不小于1.0m/s的速度始終通過備用泵。
超純水系統(tǒng)中為何需用氮封水箱？空氣中含有二氧化碳、塵埃等雜質(zhì)，而超純水為純的溶劑，對這些雜質(zhì)的溶解能力很強，故一旦超純水與空氣接觸，就會使其電阻率迅速下降，實踐證明15MΩ.cm以上的超純水暴露在空氣中1分鐘后水質(zhì)就會下降至3-4MΩ.cm，3分鐘以后就會下降到2MΩ.cm左右，因此超純水的儲存容器需確保水體與空氣的接觸。
快卡連接氮封裝置在純化水應(yīng)用案例處理超純水與空氣接觸的方法：
純水設(shè)備充氮法：即在水箱水面上充入氮氣使箱內(nèi)維持適當(dāng)?shù)恼龎毫?，阻止大氣與箱內(nèi)水面接觸。
薄膜袋法：即在在水箱內(nèi)設(shè)置袋狀薄膜覆蓋于水面上，薄膜袋隨水位升降，減少水面與空氣接觸面積。
浮頂法：即以密度比水輕的輕質(zhì)材料在水箱內(nèi)制成整塊板狀浮頂浮于水面，并用輕質(zhì)彈性材料（如海綿、發(fā)泡塑料等）遮蓋浮頂與箱間的間隙，浮頂隨水面升降。從而減少空氣與水面的接觸機會。
在上述三種方法中又以氮封水箱常見，實施簡單，效果好。
快卡連接氮封裝置在純化水應(yīng)用案例的工作原理：
超純水氮封水箱是將一定量的氮氣充入密封的水箱內(nèi)，水箱內(nèi)氮氣壓力不大于80Kpa，氮氣是惰性氣體能防止CO2等其它物質(zhì)溶入水中影響水質(zhì)，保證水箱內(nèi)的水不受二次污染而導(dǎo)致水質(zhì)下降。
純水設(shè)備氮封裝置由快速泄放閥及微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成，而快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成，當(dāng)儲罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥是在儲罐內(nèi)壓力降低時，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮氣。因微壓調(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場N2壓力較高，必須安裝壓力調(diào)節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。壓力可按要求分段設(shè)定，從0.5Kpa至60 Kpa以下。
微壓調(diào)節(jié)閥壓力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)選定一設(shè)定值 如：3Kpa
泄氮設(shè)定值的設(shè)定應(yīng)遠(yuǎn)離供氮壓力值，如：8Kpa。
具體壓力的設(shè)定值要根據(jù)純水系統(tǒng)的產(chǎn)水量和水箱容量大小來確定選擇。
N2的純度為99。995％以上。純水設(shè)備，實驗室純水設(shè)備，水處理設(shè)備，去離子水設(shè)備。 純水設(shè)備，醫(yī)用GMP純化水設(shè)備。半導(dǎo)體純水設(shè)備。
| 序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 單 價 （元） | 金 額 （元） | 閥體材質(zhì)及其它 |
| 1 | 氮封閥 | 氮封閥ZZYVP-II DN25 PN16 進(jìn)口壓力 0.1-0.5 MPA, 出口壓力1 KPA 快卡接口連接 | 臺 | 1 | SUS304不銹鋼 詳細(xì)要求見附件 | ||
| 2 | 泄氮閥 | 泄氮閥ZXD-16 DN25 PN16 起跳壓力1.5 KPA 快卡接口連接 | 臺 | 1 | SUS304不銹鋼 詳細(xì)要求見附件 | ||
| 3 | 呼吸閥 | 阻火呼吸閥HXF-IV DN25 PN10 正壓：2KPA 負(fù)壓：-800PA 快卡接口連接連接 | 臺 | 1 | SUS304不銹鋼 詳細(xì)要求見附件 |
快卡連接氮封裝置在純化水應(yīng)用案例主要參數(shù)、性能指標(biāo)與材料
1、主要參數(shù)及主要性能指標(biāo)見表一 表一
公稱通徑DN（mm） | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | ||||||
閥座直徑（mm） | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | |
額定流量系數(shù)Kv | 0.32 | 5 | 8 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | 300 | 480 | |
壓力調(diào)節(jié)范圍KPa | 0.1～0.5、0.4～5.0、4.0～12.0、 | ||||||||||||
公稱壓力PN（MPa） | 1.6 | ||||||||||||
被調(diào)介質(zhì)溫度（℃） | -5～+100 | ||||||||||||
流量特性 | 快開 | ||||||||||||
調(diào)節(jié)精度（%） | ≤±5 | ||||||||||||
執(zhí)行機構(gòu)有效面積（cm2） | 100 | 200 | 280 | 400 | |||||||||
信號接口 | 內(nèi)螺紋M10×1 | M16X1 | |||||||||||
2、快卡連接氮封裝置在純化水應(yīng)用案例壓力調(diào)節(jié)范圍見表二 表二
壓力調(diào)節(jié)范圍（KPa） | 指揮器膜室 有效面積（cm2） | 執(zhí)行機構(gòu)膜室 有效面積（cm2） | 使用閥門口徑（mm） |
0.1～0.5 | 1200 | 100 | 20～32 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 | ||
0.1～0.5 | 1200 | 200 | 40～50 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 | ||
0.1～0.5 | 1200 | 400 | 65～100 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 | ||
0.1～0.5 | 1200 | 600 | 125～150 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 |
3、快卡連接氮封裝置在純化水應(yīng)用案例主要零件材料見表三 表三
零 件 名 稱 | 材 料 |
氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)，指揮器 | 組合件 |
閥體，閥蓋 | ZG230-450，ZG0Cr18Ni9Ti，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti |
推桿，閥桿 | 2Cr13，1Cr18Ni9 |
閥座 | 1Cr18Ni9Ti |
閥芯（軟密封）/填料 | 聚四氟乙烯 |
波紋膜片 | 丁橡膠夾增強滌綸織物 |
彈簧 | 1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn |
三、快卡連接氮封裝置在純化水應(yīng)用案例氮封水箱的組成：
氮封水箱是由三部分組成：
☆氮氣源：通?？梢赃x用潔凈高壓氮氣瓶、制氮機、工廠現(xiàn)有潔凈壓縮氮氣……
☆密閉水箱：超純水水箱一定要全密封，一方面防止氮氣外泄，另外防止空氣進(jìn)入水箱污染超純水。
☆控制系統(tǒng)：氮封閥裝置（包括：供氮閥、泄氮閥及呼吸閥）
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