一、工藝設(shè)計及分析儀器設(shè)備配置

1.工藝設(shè)計化

工廠中心化驗室的設(shè)計，首先在明確項目性質(zhì)、設(shè)計范圍、設(shè)計依據(jù)和建設(shè)規(guī)模的同時，搜集相關(guān)項目資料，根據(jù)工藝專業(yè)、熱工專業(yè)、環(huán)境保護(hù)及安全衛(wèi)生等專業(yè)提出的條件確定分析項目和任務(wù)；依據(jù)相關(guān)分析方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、工藝包參考資料確定所用的分析方法及相關(guān)的分析儀器設(shè)備；綜合考慮分析儀器設(shè)備使用要求及中心化驗室功能要求確定好化驗室的規(guī)模大小，綜合建筑結(jié)構(gòu)以及其他專業(yè)的設(shè)計，完成中心化驗室的設(shè)計。

2.分析儀器設(shè)備選型

隨著分析儀器設(shè)備不斷更新發(fā)展，儀器分析在化工分析中占有的比重越來越大。分析儀器設(shè)備選型在化工實驗室的建設(shè)中尤為重要。

分析儀器設(shè)備選擇的依據(jù)是分析項目表，根據(jù)分析項目表中的分析內(nèi)容、分析精度的要求查詢相關(guān)分析標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，或者參照國外專利商提供的工藝包中給出的儀器設(shè)備表進(jìn)行綜合考慮選型。第一，化驗室所選的分析儀器設(shè)備應(yīng)能保證性能先進(jìn)，質(zhì)量可靠，在滿足生產(chǎn)工藝的技術(shù)指標(biāo)分析要求的同時，還應(yīng)經(jīng)濟(jì)適用；第二，有國產(chǎn)設(shè)備的,且技術(shù)性能可以滿足其分析測試要求的分析儀器設(shè)備優(yōu)先采用國產(chǎn)設(shè)備，第三，有國產(chǎn)化設(shè)備，但其技術(shù)性能指標(biāo)不足以滿足分析測試要求的，應(yīng)由國外引進(jìn)；第四，關(guān)鍵的大型分析儀器和設(shè)備宜采用進(jìn)口產(chǎn)品，如氣相色譜儀、原子吸收分光光度計、紅外光譜儀、X射線熒光光譜儀、離子色譜、元素分析儀等，確保其可靠性和穩(wěn)定性；第五，隨著數(shù)字化工廠推進(jìn)，選用的分析儀器須配有網(wǎng)卡和數(shù)據(jù)傳送接口，分析結(jié)果便于數(shù)字化傳輸和存儲調(diào)用便捷；最后，所選的分析儀器設(shè)備符合安全、環(huán)保要求。

二、化驗室的布局和設(shè)計

1.化驗室的布局

目前化驗室用房大致分為三類：精密儀器實驗室、化學(xué)分析實驗室、輔助室（辦公室、儲藏室、鋼瓶間、會議室等）。

隨著中心化驗室功能越來越多，分析檢測設(shè)備數(shù)量較大，這就要求室內(nèi)布局應(yīng)考慮功能分區(qū)明確、設(shè)備之間布局應(yīng)合理緊湊、各個設(shè)備操作方便、互不干擾、化驗室整體應(yīng)實用、簡潔、美觀。因此，化驗室的布局應(yīng)遵循下列原則：同類化驗室集中布置，如工程管網(wǎng)較多的分析化驗室應(yīng)集中布置，便于管網(wǎng)布置和共用，如使用氫氣、氦氣等氣相色譜分析應(yīng)集中布置，便于管線安裝維護(hù)；有特殊要求的化驗室（如：有潔凈要求的化驗室、恒溫恒濕化驗室、毒性化驗室、防震要求的化驗室等）集中布置；輔助實驗室與功能實驗室合理搭配布置，如熱設(shè)備室集中布置烘箱和馬弗爐等防止對其他溫度要求高的設(shè)備產(chǎn)生不良影響；較重設(shè)備或要求防振設(shè)備的房間可布置在底層，通常掃描電鏡布置在底層防止震動影響鏡頭穩(wěn)定性；有潔凈和安靜要求的房間可布置在高層；有防潮或防曬要求房間則可分別設(shè)置在陽面。

2.建筑設(shè)計

（1）化驗室選址應(yīng)遠(yuǎn)離振動源、噪聲源和電磁干擾源，并應(yīng)位于有害物質(zhì)散發(fā)的最小頻率風(fēng)的上風(fēng)側(cè)；位于爆炸危險區(qū)以外的化驗室不宜與甲、乙A類建筑物在同一棟建筑物內(nèi)。

（2）化驗室建筑的耐火等級不應(yīng)低于二級，火災(zāi)危險性為丙類，屋面防水等級I級。

（3）化驗室的層高一般不低于3.9m，有特殊要求化驗室的可按實際進(jìn)行增高。雙面布置房間時，中心走廊寬度范圍宜為2.4~2.7m。樓面荷載設(shè)計一般不小于3000N/m2，負(fù)荷較大的房間按實際要求荷載設(shè)計。

（4）墻、天花板、地面：墻面和天花板應(yīng)設(shè)計成光潔、無眩光、防潮、不起塵、不積塵，化驗室地面應(yīng)堅實耐磨、防水防滑、不起塵。有特殊需要時，必要的房間室內(nèi)地坪以上1.2~1.5m墻高設(shè)計瓷磚墻裙。

（5）門窗：化驗室門應(yīng)向外開并帶觀察窗。設(shè)置空氣調(diào)節(jié)的化驗室房間外窗應(yīng)具有較好的密閉性和隔熱性，且可開啟窗扇面積應(yīng)不少于窗面積1/3。窗戶要求采用雙層玻璃附紗密封窗，且應(yīng)考慮遮陽措施，滿足天然采光面積不少于室內(nèi)地面面積的1/6。

3.采暖、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

（1）采暖根據(jù)項目具體要求，地理位置處于年日平均溫度低于或等于5℃的日數(shù)大于或等于90d的地區(qū)時，應(yīng)設(shè)置集中采暖措施。

（2）通風(fēng)化驗室的通風(fēng)系統(tǒng)一般應(yīng)遵循以下要求：

①產(chǎn)生有毒、有害、有腐蝕性、易爆氣體或粉塵等物質(zhì)的化驗室房間，應(yīng)根據(jù)操作需要設(shè)置局部通風(fēng)，如通風(fēng)柜、萬向罩、原子吸收罩；采用防爆風(fēng)機(jī)，耐腐蝕風(fēng)機(jī)和通風(fēng)管。

②產(chǎn)生有毒有害氣體的房間除設(shè)置局部通風(fēng)措施外，還應(yīng)做整體通風(fēng)設(shè)施，保證房間換氣次數(shù)不低于7次/h。高溫室等產(chǎn)生熱源的房間需要整體通風(fēng)。

③對于排除氣體性質(zhì)相同或相近的局部通風(fēng)設(shè)施，可經(jīng)計算后合用一個排風(fēng)系統(tǒng)。對于排出的氣體有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生爆炸等危險的系統(tǒng)，必須設(shè)置獨(dú)立的排風(fēng)管道設(shè)施。

（3）空調(diào)系統(tǒng)對于有恒溫、恒濕及潔凈有要求的特殊化驗室，應(yīng)設(shè)置空氣調(diào)節(jié)設(shè)施控制溫度和濕度，分析室內(nèi)的空氣溫度一般保持在18~28℃，相對濕度保持在30%~70%。對于一些測試室應(yīng)按照測試要求設(shè)置獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)。

4.電氣系統(tǒng)設(shè)計

化驗室用電主要包括照明用電和動力電兩大部分。動力電主要用于各類儀器設(shè)備用電、電梯、空調(diào)等的大功率設(shè)備電力供應(yīng)。中心化驗室宜設(shè)220V、380V配電室，動力、照明、電信線路分別設(shè)置并宜暗設(shè)。應(yīng)有不間斷電源，在主電源斷電時，應(yīng)能夠給實驗室分析儀器信息管理系統(tǒng)供電，選擇不間斷電源(UPS)備用時間不應(yīng)少于30min。液化烴氣分析間、鋼瓶間、樣品儲存間、藥品庫等有易燃、易爆物質(zhì)存在的房間的插座、燈具應(yīng)防爆。

通風(fēng)柜內(nèi)的照明燈具應(yīng)防爆。實驗臺、通風(fēng)柜和其它工作區(qū)域要設(shè)計留有足夠數(shù)量的電源插座。大于16A的電源插口要采用空氣開關(guān)。化驗室要有接地系統(tǒng)，化驗室的大型儀器及貴重儀器都要有接地設(shè)施?；炇业恼彰饕话悴捎脽晒鉄艋騆ED燈，照度不得低于300Iux。

5.給排水及消防設(shè)計

化驗室應(yīng)設(shè)置自來水，根據(jù)需要由脫鹽水站引入脫鹽水。所供的自來水和脫鹽水的水壓、水質(zhì)及水量要滿足化驗室用水要求。實驗室內(nèi)所用的高純水由實驗室制備。給排水管道設(shè)計滿足化驗室總用水量及排水量，化驗室內(nèi)各排水管、所有地漏要設(shè)置水封?；炇业膶嶒炁_、通風(fēng)柜應(yīng)設(shè)置水槽，并根據(jù)需要安裝不同的閥門。

分析化驗污水不得直接引入生活污水管道，應(yīng)排入生產(chǎn)污水管網(wǎng)。分析化驗室日常試驗廢棄的酸、堿、油污、化學(xué)試劑及產(chǎn)生的廢渣等應(yīng)按照性質(zhì)分類收集，集中貯存后定期統(tǒng)一處理。有嚴(yán)格恒溫恒濕要求的分析室不宜設(shè)用水點?；炇覒?yīng)設(shè)置消火栓。在放置精密儀器的化驗室內(nèi)設(shè)置二氧化碳滅火器。

6.鋼瓶間

中心化驗室分析儀器使用的高純氣體一般由高壓鋼瓶供氣，高壓氣體鋼瓶應(yīng)分類集中放置在鋼瓶間內(nèi)。鋼瓶間宜設(shè)在中心化驗室非主入口側(cè)，并需對鋼瓶間采取遮陽防曬措施，鋼瓶間不應(yīng)設(shè)在中心化驗室內(nèi)部。當(dāng)鋼瓶間與建筑物相鄰設(shè)計時，按照規(guī)范，與主建筑物相鄰的一面墻應(yīng)采用鋼筋混凝土防爆墻，采用輕質(zhì)鋼板頂棚，保持良好的自然通風(fēng)，并具有足夠的泄爆面積，室內(nèi)地面需防火花、防靜電。可燃?xì)怏w鋼瓶（如H2，CO，CH4，C2H2等）與助燃?xì)怏w（O2）鋼瓶隔開布置。

7.化驗室家具及其他設(shè)計

化驗室的家具包括實驗臺、設(shè)備臺、天平臺、高溫臺、通風(fēng)柜、藥品柜、洗滌盆等。實驗臺結(jié)構(gòu)一般為鋼木結(jié)構(gòu)，家具臺面要求耐磨、耐酸堿腐蝕。實驗室的化驗臺、柜之間的間距應(yīng)符合人體工程學(xué)要求，并滿足操作要求。放置分析儀器的設(shè)備臺一般離墻布置，留出600~1000mm的維修空間。中央化驗臺、設(shè)備臺根據(jù)需要設(shè)置插座和水管引入。

8.實驗室信息管理系統(tǒng)設(shè)計

中心化驗室應(yīng)根據(jù)需要配置電話，每個房間留有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口。隨著中心化驗室設(shè)計技術(shù)不斷發(fā)展，化驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）被越來越多的使用?；炇倚畔⒐芾硐到y(tǒng)可將樣品管理（如采樣頻率、采樣任務(wù)計劃等）、實驗管理（儀器管理、試驗數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)發(fā)布等）、權(quán)限管理、化驗室試劑管理等功能。使得化驗室內(nèi)部對分析儀器、分析數(shù)據(jù)處理的管理實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和規(guī)范化。

三、結(jié)語

化工廠中心化驗室作為重要的輔助生產(chǎn)建筑物，其設(shè)計過程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，除了要考慮選購合理的分析儀器設(shè)備，還需要建筑結(jié)構(gòu)、暖通、給排水、電信電氣等相關(guān)專業(yè)的密切配合共同完成。中心化驗室的設(shè)計要需要更多標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的支持。