淺談化驗室的設計

2015年，新的《中華人民共和國環境保護法》開始執行，隨之一系列環保政策法規的相繼完善出臺，使得焦化企業環保標準日益提高。2019年，國家發展改革委發布了《產業結構調整指導目錄（2019 年本）》，旨在優化存量資源配置，擴大優質增量供給，促進我國產業邁向全球價值鏈中高端，推動經濟高質量發展。為進一步加快我國焦化行業轉型升級，促進焦化行業技術進步，提升資源綜合利用率和節能環保水平，推動焦化行業高質量發展。2020年6月，工信部修訂并發布了《焦化行業規范條件》，以鼓勵和引導我國焦化行業技術進步和規范發展。國家將持續推動供給側結構性改革，我國焦化行業仍以淘汰過剩及落后產能、加強裝備水平升級、推廣使用干熄焦節能技術、園區化及集約化發展、完善并延伸產業鏈等為重點發展方向，從而推動實現焦化行業的綠色轉型升級。

在以上政策指引下，近兩年，新建焦化項目眾多，對原料、成品、中間控制項目的檢測很關鍵，故實驗室設計也就顯得尤為重要。筆者以自身設計經驗對焦化項目實驗室如何設計，說一下自己的體會。

一.設置原則

應根據焦化企業不同的分析化驗任務和整個焦化企業管理體制的要求，設置中心化驗室和煤焦制樣間。

設置原則是：滿足生產要求，方便操作，利于管理，節約投資。

二．設計依據

SH/T 3103-2019《石油化工中心化驗室設計依據》

GB 50016-2014《建筑設計防火規范（2018年版）》

GB 12710-2008《焦化安全規程》

中心化驗室的設計

一.中心化驗室設置目的與任務

中心化驗室是獨立的質量監督、控制、管理部門，負責對全廠的原料、產品以及中間產品進行各項控制分析檢驗，及時了解有關生產情況，以便確保生產設備正常、安全運轉，從而保證產品質量與產量。

負責全廠性的工作如下：

1.負責全廠進廠原料(煤等)的質量檢查及監督分析化驗工作。

2.負責出廠成品(焦炭、焦油、粗苯等)的質量檢查、監督。

3.負責生產過程中的循環水等中間控制分析。

4.負責對輔料、配料等進行質量檢驗。

5.負責全廠各化驗室所需的標準溶液、二次蒸餾水的制備。

6.負責出廠成品樣品及其詳細記錄的保存。

7.負責全廠化驗室所用玻璃儀器、試劑和化學藥品的采購、保存及發放。

8.負責對全廠分析化驗人員進行定期業務培訓。

9.負責對半成品、成品進行質量抽查、控制,填寫半成品、成品質量月報。

10.負責化驗室有關技術、分析方法的革新及改進。

11.參與全廠的安全分析,對安全事故進行分析、報告。

12.參與全廠質量管理,對質量事故進行記錄、分析和報告。

13.為了提高產品質量,配合生產對新工藝、新產品、新方法進行有關的試驗研究工作。

14.儲存有參考價值的先進的技術、研究資料及各種有關分析試驗的標準規范。

15.中心化驗室配合質量控制部門共同監督:

（1）制止不合格原、輔料投入生產；

（2）制止不合格半成品流入下一道工序；

（3）制止不合格成品出廠。

二.中心化驗室組成及布置

1.中心化驗室應遠離電磁場、震動、噪音干擾場所，宜獨立設置，不宜與中心控制室和辦公樓合建一棟建筑物，宜南北朝向，層高不低于3.6米，建筑面積應根據焦化企業的分析內容、儀器設備配置和輔助需要等因素確定，輔助房間的總使用面積不宜超過化驗室分析房間總使用面積的一半。

2.中心化驗室的設置應根據焦化項目分析內容、參與的功能來考慮，一般應考慮設置以下功能間：

煤焦工業分析室、塊焦反應性測定室、膠質層測定室、粘結指數測定室、標液及純水制備室、中控分析室、成品分析室、色譜分析室、油品分析室、儀器分析室、雜樣分析室、天平室、加熱室、藥品室、留樣室、辦公室、交接班室、更衣室、資料室、培訓室、配電室、鋼瓶間等。

三.分析室設置功能

煤焦工業分析室: 負責測定精煤與焦炭的水分、灰份、揮發份、元素分析及硫含量等分析項目，配備元素分析儀、工業分析儀、定硫儀等儀器。

膠質層測定室：負責配合煤進行膠質層測定，配備膠質層測定儀。

粘結指數測定室：配備有粘結指數測定儀，負責對各煤種進行粘結指數測定。

塊焦反應性測定室：配備有塊焦反應性測定儀，根據冶金焦炭GB/T1996-2003標準要求，對成品焦炭進行反應性CRI%，反應后強度CSR%的測定。

中控分析室：主要任務是對生產過程進行中間抽查項目分析控制，進行質量監督，配合工藝進行生產數據的測定工作，配備有氣體分析儀等分析儀器設備。

色譜分析室：功能間內主要有氣相色譜儀等各種精密分析儀器，負責分析生產中焦爐煤氣組分、苯、萘等各項控制指標的檢驗。

成品分析室: 對出廠成品苯等產品進行質量監測。

水質分析室：主要配備溶解氧測定儀、酸度計、電導率儀等儀器，負責生產過程中各種水樣的中間控制項目及抽查項目的檢測工作。另外還配備高壓滅菌鍋、微生物培養箱等儀器，負責生產過程中各種水樣中各種微生物的中間控制及抽查檢測工作。

標液及純水制備室：負責純水的制備及制備各種氧化還原類、酸堿類、鹽類等各種濃度的標準溶液和配制有關試劑、比色液等。

油品分析室:負責對生產過程中各機械用油等的分析檢驗,鑒定樣品的物理化學性質和各種指標,評定樣品質量的優劣，配置恩式粘度計、閃點儀等儀器。

雜樣分析室:負責全廠的工藝過程中特殊的、難度較大的臨時分析項目的化驗分析及全廠安全監測。配置一氧化碳檢測儀、硫化氫檢測儀及四合一測爆儀等。

天平室：各分析室使用的精度為0.1mg的分析天平集中設置在該功能間內，既可避免腐蝕性介質對天平的侵蝕又能提高天平的利用效率，有利于天平的維護和保養，延長其使用壽命。

加熱室：該房間主要放置高溫爐、干燥箱等高溫設備，不但便于各分析室使用，而且有利于安全管理。

四.中心化驗室采暖通風、空調要求

1.分析室應有良好的通風，凡在分析化驗過程中釋放出有毒有害氣體的分析項目，均應在通風柜或桌上式通風柜中進行。

2.大多數分析房間，可能存在化學試劑等有毒有害物質，設計要求大部分分析室滿足微負壓通風系統的環境要求；加熱室、藥品室、留樣室設置新風換氣為6-15次/ h的通風要求。

3.在色譜分析室房間，設置萬向排氣罩；在加熱室設置專用排氣罩；對于藥品室、留樣室等房間設置通風藥品柜。

4.分析室設通風柜排風系統或局部排風系統，不同房間的通風柜宜分別設置排風系統的設計，一個房間有2個以上通風柜時應劃分為1個排風系統且每個排風系統不應超過2-4個通風柜，通風系統的通風量計算，根據有害物性質，按《化工采暖通風與空氣調節設計規范》（HG/T20698）中附錄B~E的規定執行或經計算確定。

5.中心化驗室設置空調系統，一般分析室冬天溫度要求：18～24℃、夏天溫度22～28℃、相對濕度30-70%。

如：色譜分析室溫度范圍15-30℃，溫度變化不大于3℃每小時，濕度20%-80%，無冷凝。

五.化驗室水、電、氣要求

1.分析室內應設通風柜。通風柜內配上下水、單聯水龍頭、電插座箱以及局部照明，便于操作時使用。

2.化驗室各功能間內設實驗臺洗滌盆，配三聯或雙聯水龍頭。

3.化驗室從配電室引線到每個功能間的電源控制箱，給各功能間用電配電。各房間內用電分照明用電及動力用電兩部分，并設有暗插座箱和局部照明設施。

4.中心化驗室設置普通電話、調度電話及電信網絡系統；同時設置多個數據網線接口，用于分析儀器數據的網絡傳輸；中心化驗室在各門出入口、庫房、鋼瓶間及關鍵儀器房間安裝視頻監控的攝像頭，進入全廠CCTV系統；化驗樓中心內部設置語音對講系統，方便工作安排及緊急情況通報，班長室接到任務可以通過廣播傳達。

5.化驗室考慮實驗室信息管理系統，化驗室各房間都有網絡線接頭，化驗室的分析儀器帶數據接口的可直接與化驗室的網絡連接，不帶數據接口的可通過計算機人工輸入數據與網絡連接。

6.色譜分析室設氫氣濃度報警儀；鋼瓶間設氫氣報警儀、氧氣報警儀等；其余房間設火災報警裝置，設可燃氣體報警器。