石油化工分析化验室设计思考

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建设一座正规、标准、功能完善的分析化验室，不仅仅是选购合适的仪器设备，更应该从建筑设计角度对实验室的平面布置、给排水、气体管道、电气、电信、采暖、通风等几个方面综合考虑，设计出功能合理、操作安全、使用方便的石油化工分析化验室。分析化验室的工作贯穿石油化工整个生产过程，在原料检验、中间生产控制分析、产品出厂检验、新工艺研发等方面起着关键的作用。优秀的分析化验室建筑设计要在对工作流程、化验室环境（如温湿度、通风等）要求充分了解的前提下，对分析化验用房、仪器设备进行合理布局，保证各项分析化验工作的顺利开展。在建筑设计过程中实现化验室平面布置合理，水、暖、电、气设计满足分析化验室要求，尤其是通风设施的特殊要求，从而使分析化验室在石油化工企业中更好地发挥作用，保证企业的产品质量。

1石油化工分析化验室类型及特点

石油化工分析化验室按照功能定位通常分为中心化验室和装置化验室。中心化验室负责全厂物料的质量控制分析，装置化验室只负责本装置中间控制分析。一般工厂设一个中心化验室，只有当某个装置分析项目的分析频次特别高，并且离中心化验室的距离较远时，才考虑设置装置化验室。为集中管理，一般新建石化项目只设置一个中心化验室。石油化工分析化验室具有如下特点：（1）由于石油化工企业加工的物料及产品多属于易燃、易爆品，涉及危险品的种类繁多。因此，石油化工分析化验室对通风设施及防爆的要求比较严格。（2）石油化工分析仪器设备类型和数量多，有标准的工作流程及严格的安装要求和使用要求。

2分析化验室设计

2.1平面设计

石油化工分析化验室的平面设计应以安全性、实验流程顺畅、功能分区明确、联系方便为原则，合理布局功能房间以及家具、设备，并将人流和物流出入口分开设置。化验室布置首先要考虑的因素就是安全。石油化工分析化验室是易于发生有毒有害易燃易爆物质泄漏、爆炸、火灾的场所。在设计时要尽量保持实验室的通风流畅、逃生通道畅通。分析化验室的门应朝外开，并且尽量对着实验台中间的走道开。这样一旦化验室发生危险，人员可以快速逃生。分析化验室主要由化验分析房间及辅助房间（更衣室、办公室、资料室等）组成。各类用房按功能应集中布置，做到功能分区明确、布局合理、联系方便、互不干扰，且留有发展余地。目前，化验室的主流设计思想是大开间和小房间结合配置，即保证特殊房间的独立性，也方便同类仪器的统一摆放，统一管理，减少实验人员数量。例如，某化工中心化验室，水质分析室、仪器分析室采用了大开间，加热室和天平室采用小开间。在石油化工的分析化验室中，中央实验台和边实验台的组合是常见的布置形式，实验台的布置有岛型、半岛型、一字形等。化验室的通风柜、药品柜和器皿柜等根据功能设置。化验室内各种台、柜之间的间距应符合人体工程学的要求，并满足操作要求［1-2］。

2.2供配电设计

化验室用电主要包括照明用电、仪器设备用电。化验室内需要引入380V和220V两种交流电源。电力布线一般采用暗装的形式并设置总电源控制开关，当化验室无人时，应能切断室内电源。每一实验台上都要设置一定数量的电源插座，插座的数量以能满足需要为原则，略有富裕。为保持设计的美观性，同一类型的实验台上尽量布置相同数量的插座。中央实验台电路一般自实验台中心地面穿出，接至台上插座。中央实验台有试剂架的，插座设置在试剂架上；没有试剂架的，插座应设置在台面上。边实验台电路可自地面穿出或自实验台背面墙上引出，插座设置在墙上，离台面300mm高。为配合实验台、通风柜、烘箱等设备的使用，在实验室四面墙壁上适当位置要安装多处380V和220V插座，这些插座一般安装在距地面300mm高处。通风柜电器的开关和插座应安装在通风柜外部。电源线路要和局域网、电话线路分开，避免信号干扰。所有电源与水槽应保持一定的安全距离。还有很多实验室的设计采用功能柱形式，将水、电、气的配管配线沿吊顶通过功能柱引入到实验台上。

2.3给排水设计

石油化工的分析化验室一般需要引入生活水和纯水，以满足分析化验对水质的要求。寒冷地区的分析化验室还需引入热水，供化验人员冬季使用。中央实验台的供水管道一般隐藏在底柜中间，边台的供水管道隐藏在底柜后面。化验台、通风柜的排水管以及地漏应设水封。化验室管道通常为明装，应尽量沿墙、梁柱、墙角、走廊敷设。明装敷设方便施工安装和维修且造价低，缺点是影响室内美观。如有特殊要求也可以采用暗装敷设。

2.4气体管道系统设计

化验室气体管道系统包括公用气体管道系统和钢瓶气管道系统。公用气体主要是压缩空气和低压氮气，按需求接入化验室。公用气体管道进入室内后，需要加过滤器，用于脱除气体中的水、油等杂质，此处应并联一段管路，在过滤装置前后加装独立阀门，以便在不影响正常使用的情况下进行维修、更换。钢瓶气管道系统是将钢瓶间的气体通过气体管道，配送到各化验室分析仪器使用点。钢瓶气管道系统配置包括钢瓶、单向阀、金属软管、汇流排、管道、二级减压阀、终端球阀。钢瓶可燃气体主要是氢气、乙炔等，管路需要在汇流排出口加阻火器。进入室内的总管线通过稳压阀分向每一台用气仪器，并在连接用气仪器前加球阀。对于并行的钢瓶气体管道，氢气、乙炔等可燃气体管道要远离氧气管道，管道处于垂直面上下并行时，氧气管道要在最下方。化验室内气体管道主要材质为BA级316L不锈钢，管道采用焊接连接，管道与阀门采用卡套连接。根据管道的管径情况在适当的位置设置管卡支撑，防止管道位移。

2.5采暖通风及空调设计

2.5.1采暖。分析化验室采暖系统的热媒宜采用热水。仪器设备的摆放不要遮挡暖气热源。2.5.2通风。一般化学实验室的通风有局部通风和全室通风两种方式，局部通风是石油化工分析化验室最常用的方式。局部通风采用通风柜、原子吸收罩、万向抽气罩等形式。通风柜通风效果好，是大部分实验室的通用配置；万向抽气罩安装简单、定位灵活，通风性能良好，一般用于气相色谱室；原子吸收罩主要适用于各类大型精密仪器，如原子吸收分光光度计、ICP等。原子吸收罩要求设定通风性能参数定位安装。大型的中心化验室需要安装大量的通风柜和万向抽气罩，变风量通风系统成为首选。采用变风量系统的优势主要是节能，并且安全性和稳定性也很好［3］。化验室环境通风能够采用自然通风的尽量自然通风，当自然通风不能满足要求时，可采用机械通风或集中设置新风系统。2.5.3空调。石化企业的中心化验室设置中央空调主要是满足化验室温湿度要求，小型化验室则安装独立空调满足化验室的要求。2.6通信及信息管理系统设置石油化工企业工业管理离不开综合布线、安防、网络通讯等技术。现代实验仪器的自动化和智能化水平的发展对数据传输的要求也越来越高。分析化验室内需设置电信接口以方便数据传输，中心化验室还要设置LIMS系统以方便分析化验数据的实时传输和整理共享。每间化验室应设置行政电话，保证不同化验室之间及全厂管理部门之间联系通畅。

3结束语

分析化验室的设计涉及分析化验、建筑、结构、电气、电信、给排水、暖通、安全、仪表等多个专业。设计要整体规划、把握细节、各专业配合协作，确保工作流程顺畅、工作环境安全。同时，在保证安全、环保和化验室功能性的前提下，考虑建筑外形和室内布局的美观，使分析化验室达到功能完善、美观、安全和现代化的完美统一。

参考文献：

[1]黄家声.实验室设计与建设指南[M].中国水利水电出版社,2011.

[2]丹尼尔•D•沃奇.研究实验室建筑[M].中国建筑工业出版社,2004.

[3]刘浩宇.石油化工中心化验室变风量送排风系统设计[J].石油化工设计,2012,29(4):1-3.

作者:赵洪涛 郭天祥 单位:北京石油化工工程有限公司