浅谈化验室的设计

2015年，新的《中华人民共和国环境保护法》开始执行，随之一系列环保政策法规的相继完善出台，使得焦化企业环保标准日益提高。2019年，国家发展改革委发布了《产业结构调整指导目录（2019 年本）》，旨在优化存量资源配置，扩大优质增量供给，促进我国产业迈向全球价值链中高端，推动经济高质量发展。为进一步加快我国焦化行业转型升级，促进焦化行业技术进步，提升资源综合利用率和节能环保水平，推动焦化行业高质量发展。2020年6月，工信部修订并发布了《焦化行业规范条件》，以鼓励和引导我国焦化行业技术进步和规范发展。国家将持续推动供给侧结构性改革，我国焦化行业仍以淘汰过剩及落后产能、加强装备水平升级、推广使用干熄焦节能技术、园区化及集约化发展、完善并延伸产业链等为重点发展方向，从而推动实现焦化行业的绿色转型升级。

在以上政策指引下，近两年，新建焦化项目众多，对原料、成品、中间控制项目的检测很关键，故实验室设计也就显得尤为重要。笔者以自身设计经验对焦化项目实验室如何设计，说一下自己的体会。

一.设置原则

应根据焦化企业不同的分析化验任务和整个焦化企业管理体制的要求，设置中心化验室和煤焦制样间。

设置原则是：满足生产要求，方便操作，利于管理，节约投资。

二．设计依据

SH/T 3103-2019《石油化工中心化验室设计依据》

GB 50016-2014《建筑设计防火规范（2018年版）》

GB 12710-2008《焦化安全规程》

中心化验室的设计

一.中心化验室设置目的与任务

中心化验室是独立的质量监督、控制、管理部门，负责对全厂的原料、产品以及中间产品进行各项控制分析检验，及时了解有关生产情况，以便确保生产设备正常、安全运转，从而保证产品质量与产量。

负责全厂性的工作如下：

1.负责全厂进厂原料(煤等)的质量检查及监督分析化验工作。

2.负责出厂成品(焦炭、焦油、粗苯等)的质量检查、监督。

3.负责生产过程中的循环水等中间控制分析。

4.负责对辅料、配料等进行质量检验。

5.负责全厂各化验室所需的标准溶液、二次蒸馏水的制备。

6.负责出厂成品样品及其详细记录的保存。

7.负责全厂化验室所用玻璃仪器、试剂和化学药品的采购、保存及发放。

8.负责对全厂分析化验人员进行定期业务培训。

9.负责对半成品、成品进行质量抽查、控制,填写半成品、成品质量月报。

10.负责化验室有关技术、分析方法的革新及改进。

11.参与全厂的安全分析,对安全事故进行分析、报告。

12.参与全厂质量管理,对质量事故进行记录、分析和报告。

13.为了提高产品质量,配合生产对新工艺、新产品、新方法进行有关的试验研究工作。

14.储存有参考价值的先进的技术、研究资料及各种有关分析试验的标准规范。

15.中心化验室配合质量控制部门共同监督:

（1）制止不合格原、辅料投入生产；

（2）制止不合格半成品流入下一道工序；

（3）制止不合格成品出厂。

二.中心化验室组成及布置

1.中心化验室应远离电磁场、震动、噪音干扰场所，宜独立设置，不宜与中心控制室和办公楼合建一栋建筑物，宜南北朝向，层高不低于3.6米，建筑面积应根据焦化企业的分析内容、仪器设备配置和辅助需要等因素确定，辅助房间的总使用面积不宜超过化验室分析房间总使用面积的一半。

2.中心化验室的设置应根据焦化项目分析内容、参与的功能来考虑，一般应考虑设置以下功能间：

煤焦工业分析室、块焦反应性测定室、胶质层测定室、粘结指数测定室、标液及纯水制备室、中控分析室、成品分析室、色谱分析室、油品分析室、仪器分析室、杂样分析室、天平室、加热室、药品室、留样室、办公室、交接班室、更衣室、资料室、培训室、配电室、钢瓶间等。

三.分析室设置功能

煤焦工业分析室: 负责测定精煤与焦炭的水分、灰份、挥发份、元素分析及硫含量等分析项目，配备元素分析仪、工业分析仪、定硫仪等仪器。

胶质层测定室：负责配合煤进行胶质层测定，配备胶质层测定仪。

粘结指数测定室：配备有粘结指数测定仪，负责对各煤种进行粘结指数测定。

块焦反应性测定室：配备有块焦反应性测定仪，根据冶金焦炭GB/T1996-2003标准要求，对成品焦炭进行反应性CRI%，反应后强度CSR%的测定。

中控分析室：主要任务是对生产过程进行中间抽查项目分析控制，进行质量监督，配合工艺进行生产数据的测定工作，配备有气体分析仪等分析仪器设备。

色谱分析室：功能间内主要有气相色谱仪等各种精密分析仪器，负责分析生产中焦炉煤气组分、苯、萘等各项控制指标的检验。

成品分析室: 对出厂成品苯等产品进行质量监测。

水质分析室：主要配备溶解氧测定仪、酸度计、电导率仪等仪器，负责生产过程中各种水样的中间控制项目及抽查项目的检测工作。另外还配备高压灭菌锅、微生物培养箱等仪器，负责生产过程中各种水样中各种微生物的中间控制及抽查检测工作。

标液及纯水制备室：负责纯水的制备及制备各种氧化还原类、酸碱类、盐类等各种浓度的标准溶液和配制有关试剂、比色液等。

油品分析室:负责对生产过程中各机械用油等的分析检验,鉴定样品的物理化学性质和各种指标,评定样品质量的优劣，配置恩式粘度计、闪点仪等仪器。

杂样分析室:负责全厂的工艺过程中特殊的、难度较大的临时分析项目的化验分析及全厂安全监测。配置一氧化碳检测仪、硫化氢检测仪及四合一测爆仪等。

天平室：各分析室使用的精度为0.1mg的分析天平集中设置在该功能间内，既可避免腐蚀性介质对天平的侵蚀又能提高天平的利用效率，有利于天平的维护和保养，延长其使用寿命。

加热室：该房间主要放置高温炉、干燥箱等高温设备，不但便于各分析室使用，而且有利于安全管理。

四.中心化验室采暖通风、空调要求

1.分析室应有良好的通风，凡在分析化验过程中释放出有毒有害气体的分析项目，均应在通风柜或桌上式通风柜中进行。

2.大多数分析房间，可能存在化学试剂等有毒有害物质，设计要求大部分分析室满足微负压通风系统的环境要求；加热室、药品室、留样室设置新风换气为6-15次/ h的通风要求。

3.在色谱分析室房间，设置万向排气罩；在加热室设置专用排气罩；对于药品室、留样室等房间设置通风药品柜。

4.分析室设通风柜排风系统或局部排风系统，不同房间的通风柜宜分别设置排风系统的设计，一个房间有2个以上通风柜时应划分为1个排风系统且每个排风系统不应超过2-4个通风柜，通风系统的通风量计算，根据有害物性质，按《化工采暖通风与空气调节设计规范》（HG/T20698）中附录B~E的规定执行或经计算确定。

5.中心化验室设置空调系统，一般分析室冬天温度要求：18～24℃、夏天温度22～28℃、相对湿度30-70%。

如：色谱分析室温度范围15-30℃，温度变化不大于3℃每小时，湿度20%-80%，无冷凝。

五.化验室水、电、气要求

1.分析室内应设通风柜。通风柜内配上下水、单联水龙头、电插座箱以及局部照明，便于操作时使用。

2.化验室各功能间内设实验台洗涤盆，配三联或双联水龙头。

3.化验室从配电室引线到每个功能间的电源控制箱，给各功能间用电配电。各房间内用电分照明用电及动力用电两部分，并设有暗插座箱和局部照明设施。

4.中心化验室设置普通电话、调度电话及电信网络系统；同时设置多个数据网线接口，用于分析仪器数据的网络传输；中心化验室在各门出入口、库房、钢瓶间及关键仪器房间安装视频监控的摄像头，进入全厂CCTV系统；化验楼中心内部设置语音对讲系统，方便工作安排及紧急情况通报，班长室接到任务可以通过广播传达。

5.化验室考虑实验室信息管理系统，化验室各房间都有网络线接头，化验室的分析仪器带数据接口的可直接与化验室的网络连接，不带数据接口的可通过计算机人工输入数据与网络连接。

6.色谱分析室设氢气浓度报警仪；钢瓶间设氢气报警仪、氧气报警仪等；其余房间设火灾报警装置，设可燃气体报警器。