萬(wàn)金峰，王 博

（1.中國(guó)寰球工程公司遼寧分公司，遼寧 撫順 113006;2.中國(guó)石油撫順石化公司，遼寧 撫順113006）

分析小屋及其系統(tǒng)安裝*

萬(wàn)金峰1，王 博2

（1.中國(guó)寰球工程公司遼寧分公司，遼寧 撫順 113006;2.中國(guó)石油撫順石化公司，遼寧 撫順113006）

簡(jiǎn)要介紹了分析儀遮蔽物的種類和特點(diǎn)。針對(duì)在環(huán)境惡劣場(chǎng)合下對(duì)分析儀表的保護(hù)及維護(hù)成本問(wèn)題，探討了工程中常見(jiàn)分析小屋的結(jié)構(gòu)、形式、安裝要求及系統(tǒng)標(biāo)識(shí)，以使在線分析儀表能得到更好的應(yīng)用。

遮蔽物；分析小屋；應(yīng)用

在線分析儀器安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，需要為其提供不同程度的氣候和環(huán)境防護(hù)，以確保儀器的使用性能并利于維護(hù)。為分析儀提供氣候和環(huán)境防護(hù)的部件或設(shè)施稱為遮蔽物。一般來(lái)說(shuō)在線分析儀器的遮蔽物有分析儀外殼、分析儀箱柜、分析儀掩體和分析儀小屋4種。

分析儀外殼是儀器的構(gòu)成部分之一。像pH計(jì)、電導(dǎo)儀等，可直接露天安裝，其氣候和環(huán)境防護(hù)完全由外殼承擔(dān)。外殼周圍自然通風(fēng)，不存在爆炸性氣體積聚的危險(xiǎn)。

分析儀箱柜是一種小而簡(jiǎn)單的遮蔽物，分析儀可單臺(tái)或組合安裝在箱中。分析儀箱柜提供了一種改善儀器環(huán)境防護(hù)的價(jià)廉方法，通風(fēng)一般依靠自然通風(fēng)。自然通風(fēng)不會(huì)改變區(qū)域的危險(xiǎn)等級(jí)，如果需要在危險(xiǎn)場(chǎng)所安裝非防爆型儀表時(shí)，必須將其安裝在正壓防爆型儀表箱柜內(nèi)。

分析儀掩體也稱分析儀小棚，它是一種一面或多面敞開(kāi)的遮蔽物，可解除對(duì)自然風(fēng)通過(guò)的阻礙，掩體內(nèi)可安裝一臺(tái)或多臺(tái)分析儀，儀器的維護(hù)通常在掩體內(nèi)進(jìn)行。這種掩體適宜安裝對(duì)氣候防護(hù)要求很低的分析儀，其優(yōu)點(diǎn)是可提供永久性自然通風(fēng)，當(dāng)可燃性或有毒性物質(zhì)泄漏時(shí)會(huì)得到自然風(fēng)的稀釋，其缺點(diǎn)是僅能提供最小的氣候防護(hù)，不能像分析小屋那樣人為改變儀器安裝環(huán)境的區(qū)域危險(xiǎn)等級(jí)（如采取正壓通風(fēng)措施等）。

分析小屋是一種可安裝1臺(tái)或多臺(tái)分析儀的封閉型構(gòu)筑物，分析儀的維護(hù)在小屋內(nèi)進(jìn)行。分析小屋安裝方式費(fèi)用高，但它對(duì)于需要高等級(jí)防護(hù)、用途重要且需要經(jīng)常維護(hù)的分析儀是合理的，小屋為分析儀提供了可控制的操作和維護(hù)環(huán)境，并可降低儀器的生命周期成本（延長(zhǎng)使用壽命，降低維護(hù)成本）。在環(huán)境條件惡劣場(chǎng)合，這種保護(hù)形式尤為必要。

1 分析小屋的結(jié)構(gòu)和設(shè)施

1.1 自然通風(fēng)和正壓通風(fēng)

分析小屋的自然通風(fēng)是由外部風(fēng)力和/或由內(nèi)、外熱量梯度引起的，為了加強(qiáng)通風(fēng)效果，往往輔之以機(jī)械通風(fēng)設(shè)備，如安裝換氣扇或鼓風(fēng)機(jī)等。采用這種通風(fēng)系統(tǒng)的分析小屋僅能用于非危險(xiǎn)區(qū)或2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。

在1區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所，必須采用正壓通風(fēng)。通風(fēng)空氣取自非危險(xiǎn)區(qū)域或空間，供風(fēng)壓力應(yīng)維持室內(nèi)外空氣有一定的壓力差，供風(fēng)流量應(yīng)保證規(guī)定的小屋內(nèi)部空氣置換量。

1.2 分析小屋的結(jié)構(gòu)形式

小屋的結(jié)構(gòu)形式有土木結(jié)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)兩種，前者在現(xiàn)場(chǎng)就地建造，后者在系統(tǒng)集成商的工廠里建造。金屬結(jié)構(gòu)由于分析儀系統(tǒng)能夠在模擬運(yùn)行條件下得到充分測(cè)試，設(shè)計(jì)、設(shè)備和安裝缺陷可以在發(fā)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)之前得到糾正，安裝不受現(xiàn)場(chǎng)氣候和施工條件的影響等特點(diǎn)而得到更多應(yīng)用。

1.3 分析小屋的結(jié)構(gòu)和外部設(shè)施

1.3.1 外形尺寸

金屬結(jié)構(gòu)的分析小屋屬于非標(biāo)產(chǎn)品，其大小可根據(jù)分析儀的數(shù)量、類型、系統(tǒng)復(fù)雜程度和操作維護(hù)空間確定，并應(yīng)留有適當(dāng)余地。受長(zhǎng)途運(yùn)輸條件限制，其外形尺寸一般如下：

長(zhǎng)度：室外主體2.5～6.5 m。（考慮到標(biāo)準(zhǔn)鋼材定尺和吊裝、運(yùn)輸結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題，單個(gè)分析小屋長(zhǎng)度不宜超過(guò)6.5 m，如果長(zhǎng)度6.5 m，可采用組合式結(jié)構(gòu)，分體制作，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后再組合成一體，也可采用兩個(gè)分析小屋實(shí)現(xiàn)。）

寬度：室外主體2.5 m，最寬不應(yīng)超過(guò)3.0 m。（受公路運(yùn)輸寬度限制，寬度不宜超過(guò)3.0 m。）

高度：室外主體2.7～3.0 m（受通過(guò)立交橋、隧道時(shí)的高度限制），室內(nèi)凈高2.5～2.8 m。

1.3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)及材質(zhì)要求

分析小屋的骨架、底座和屋頂為金屬構(gòu)件，采用型鋼焊接而成，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及剛性，保證分析小屋在荷載、起吊、平移和運(yùn)輸時(shí)不變形。外墻面板宜使用1.5～2.0 mm鋼板制作，可采用Л形不銹鋼板（304SS，推薦使用不銹鋼拉絲覆膜板）式拼裝結(jié)構(gòu)形成外墻面，在焊接工藝可以保證的情況下，也可采用帶肋鍍鋅鋼板焊接結(jié)構(gòu)形成外墻面。

使用鍍鋅鋼板時(shí)必須進(jìn)行表面噴涂處理，噴涂顏色：白色或國(guó)際灰色。

內(nèi)墻面板和天花板宜使用1.2～1.5 mm鋼板制作，材料使用鍍鋅鋼板或冷軋鋼板，也可根據(jù)用戶要求使用不銹鋼板。使用鍍鋅鋼板或冷板必須進(jìn)行表面噴涂處理，噴涂顏色：天花板為白色亮光漆，內(nèi)墻面版為白色亞光漆。

屋頂面板須進(jìn)行有效的防雨設(shè)計(jì)，可使用搭扣結(jié)構(gòu)的拼裝式防雨設(shè)計(jì)或平面焊接式防雨設(shè)計(jì)。材料使用1.5～2.0 mm不銹鋼板，保證屋頂面耐腐蝕的持久性能，外頂承重能力應(yīng)≥250 kg/m2（2個(gè)人的重量）且不發(fā)生永久性形變。

內(nèi)外墻和內(nèi)外頂之間填充阻燃型保溫材料（礦巖棉等），保溫層厚度一般為70～75 mm，嚴(yán)寒或酷熱地區(qū)應(yīng)加厚至80～85 mm

地板應(yīng)為防滑金屬板。宜使用4～6 mm鋼板制作，材料根據(jù)用戶要求可使用花紋不銹鋼板，也可使用花紋鍍鋅鋼板或熱軋鋼板。使用鍍鋅鋼板或熱板必須進(jìn)行表面噴涂處理，噴涂顏色一般為灰色。必要時(shí)可加一層防靜電塑膠板。

小屋的門應(yīng)是外開(kāi)型的，小屋面積≤9 m2時(shí)只設(shè)一個(gè)門，＞9 m2時(shí)應(yīng)設(shè)2個(gè)門：主門和安全門。安全門應(yīng)設(shè)在維修人員面對(duì)儀器操作時(shí)，向右轉(zhuǎn)身90°所面對(duì)的墻上，以便發(fā)生意外情況時(shí)，能迅速撤離小屋。

門上應(yīng)設(shè)透視尺寸不小于300 mm×300 mm的玻璃觀察窗，防爆場(chǎng)所的觀察窗應(yīng)采用用疊層玻璃（層間加金屬防護(hù)網(wǎng)）制作。門內(nèi)須安裝結(jié)構(gòu)合理、可靠的碰撞型逃生安全鎖，無(wú)論門是否從外部是鎖閉，內(nèi)部人員均可便捷、迅速的推開(kāi)安全鎖撤離。門縫和窗縫鑲橡膠密封條密封。

小屋內(nèi)部應(yīng)避免有可能積聚氣體的死角和溝槽，小屋高處應(yīng)開(kāi)有合適的排氣孔，以防氣體積聚。樣品預(yù)處理單元、載氣鋼瓶、標(biāo)準(zhǔn)氣瓶和實(shí)驗(yàn)室人工分析取樣點(diǎn)應(yīng)位于小屋外邊。

1.3.3 分析小屋的外部設(shè)施

小屋外面設(shè)有帶防護(hù)鏈的氣瓶固定支架，用于放置載氣鋼瓶和標(biāo)準(zhǔn)氣瓶。在高寒地區(qū)或環(huán)境條件惡劣場(chǎng)合，也可在小屋內(nèi)隔出一個(gè)氣瓶間，氣瓶間應(yīng)單獨(dú)設(shè)門并配備照明、通風(fēng)設(shè)施。門、接線箱、氣瓶架和樣品預(yù)處理箱上方應(yīng)有防雨遮沿，或?qū)⑿∥蓓旈芟蛲庋由?00～800 mm，用以防雨遮蓋。小屋頂部應(yīng)有供整體吊裝用的吊環(huán)。

1.3.4 分析小屋的地坪

分析小屋應(yīng)放置在水泥平臺(tái)上，以防碳?xì)浠衔餄B入，平臺(tái)標(biāo)高至少應(yīng)比周圍地坪高150～300 mm，平臺(tái)表面應(yīng)平坦整潔，以防小屋產(chǎn)生形變。

1.3.5 分析小屋的配電、照明、通風(fēng)、采暖和空調(diào)

分析小屋的照明燈、通風(fēng)機(jī)、空調(diào)器、維修插座等公用設(shè)備由工業(yè)電源供電。分析儀系統(tǒng)、安全檢測(cè)報(bào)警和聯(lián)鎖系統(tǒng)由UPS電源供電。電源接線箱應(yīng)位于小屋外部，電源線應(yīng)通過(guò)接線箱接入分析小屋。電源總開(kāi)關(guān)應(yīng)位于小屋外部，以便小屋內(nèi)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)斷開(kāi)供電。配電箱位于小屋內(nèi)部，每臺(tái)儀器和設(shè)備應(yīng)分別供電和配線。每個(gè)配電回路應(yīng)配有各自的熔斷保護(hù)裝置和手動(dòng)開(kāi)關(guān)。公共配電和儀表配電均應(yīng)當(dāng)留出至少一個(gè)備用回路[1]。

分析小屋內(nèi)照明的照度一般為250～300 lx，以利于操作和維修。應(yīng)配備事故照明，可采用帶逆變器和蓄電池的照明燈具，停電備用時(shí)間不少于30 min。為了便于夜間維護(hù)操作，分析小屋外部的樣品處理箱和氣瓶護(hù)欄上方也應(yīng)提供照明并配備照明開(kāi)關(guān)。

分析小屋應(yīng)配備通風(fēng)機(jī)，一般采用防爆軸流風(fēng)機(jī)。當(dāng)室內(nèi)可能存在的有害氣體相對(duì)密度＜1時(shí)，風(fēng)機(jī)應(yīng)裝在小屋上部，相對(duì)密度＞1時(shí)，裝在小屋下部。風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)一般裝在室外主門旁，采用防爆電源開(kāi)關(guān)。需要說(shuō)明的是，采用這種通風(fēng)設(shè)施的分析小屋僅能用于非危險(xiǎn)區(qū)或2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。

小屋內(nèi)的溫度一般控制在10～30℃范圍內(nèi)，冬季可使用蒸汽采暖裝置，室內(nèi)暖氣管線連接均應(yīng)焊接，以防蒸汽泄漏損壞分析儀。暖氣散熱面的表面溫度應(yīng)不超過(guò)區(qū)域危險(xiǎn)等級(jí)允許的溫度，并用護(hù)罩加以屏蔽，以防人體直接接觸造成燙傷。

當(dāng)環(huán)境條件和設(shè)備散熱在分析小屋內(nèi)造成不可接受的高溫時(shí)（分析儀對(duì)環(huán)境溫度的要求是＜50℃，帶LCD液晶顯示屏的分析儀對(duì)環(huán)境溫度的要求是＜40℃），應(yīng)配備空調(diào)裝置，以滿足分析儀運(yùn)行環(huán)境溫度要求。

2 分析儀的安裝要求

在線分析儀器的安裝方式有壁掛式、落地式、架裝式或加保護(hù)箱安裝等，應(yīng)按儀表安裝說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行，注意留有維修空間和操作通道[2]。壁掛式安裝支撐材料宜采用鍍鋅碳鋼或不銹鋼橫、豎滑架，可靈活、可靠地滿足分析儀的安裝要求。

3 管線敷設(shè)要求

3.1 樣品氣、載氣和標(biāo)準(zhǔn)氣管線

樣品氣、載氣和標(biāo)準(zhǔn)氣管線采用1/4、1/8、3/8英寸Tube管，雙卡套接頭連接，材質(zhì)為316。進(jìn)入分析小屋的管線均應(yīng)在小屋外的入口附近加裝截止閥，以便小屋內(nèi)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)可從外部加以關(guān)斷。穿墻進(jìn)、出小屋時(shí)應(yīng)通過(guò)穿板接頭。

危險(xiǎn)介質(zhì)（如樣品氣、H2載氣和燃燒H2氣等）應(yīng)在其入口管線上加裝限流閥或限流孔板，限制進(jìn)入小屋的流量（最高不超過(guò)正常需要量的3倍）。

3.2 儀表空氣管線

外部供氣管線一般采用1/2〞鍍鋅鋼管，進(jìn)入小屋前應(yīng)通過(guò)截止閥和過(guò)濾減壓裝置，過(guò)濾器和減壓閥應(yīng)配備兩套，并聯(lián)安裝，一用一備，以利維修和清洗。穿墻進(jìn)入小屋時(shí)應(yīng)加裝密封圈進(jìn)行室內(nèi)外密封隔離。

儀表空氣進(jìn)入小屋后應(yīng)通過(guò)供氣總管分配至用氣設(shè)備，總管應(yīng)有足夠容積，（管徑一般為1〞～1〞），防止壓力波動(dòng)影響分析儀正常運(yùn)行。如果小屋用氣設(shè)備較多，應(yīng)加粗供氣總管或設(shè)儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐一般應(yīng)裝在小屋外。

供氣總管應(yīng)架空水平敷設(shè)，并保持一定傾斜度（斜向總管末端），以利排污?？偣苣┒顺隹谔帒?yīng)用盲板封住，而不能焊死。

在總管取氣時(shí)，取源部件應(yīng)位于水平總管頂部，經(jīng)過(guò)倒U型彎引下來(lái)，每條支管均應(yīng)裝截止閥，以保證某臺(tái)用氣設(shè)備故障或正常吹掃維修時(shí)的隔離。

4 分析小屋和分析儀系統(tǒng)的標(biāo)識(shí)

每個(gè)分析小屋都應(yīng)在主門上方設(shè)單獨(dú)的不銹鋼銘牌，標(biāo)明小屋編號(hào)和其中分析儀的位號(hào)。

每臺(tái)分析儀應(yīng)有一個(gè)單獨(dú)的銘牌，標(biāo)明其位號(hào)和用途，分析儀的主要部件也應(yīng)標(biāo)注制造廠名稱、型號(hào)和系列號(hào)，以便辨識(shí)。

每個(gè)樣品處理箱應(yīng)有一個(gè)單獨(dú)的銘牌，標(biāo)明其相對(duì)應(yīng)的分析儀位號(hào)和流路識(shí)別號(hào)，箱內(nèi)部件標(biāo)識(shí)要求見(jiàn)樣品處理系統(tǒng)的安裝要求。

管線進(jìn)出小屋的穿板接頭處，進(jìn)出分析儀和樣品處理箱的接管口處，均應(yīng)標(biāo)明其流路號(hào)或介質(zhì)名稱，并應(yīng)標(biāo)注流動(dòng)方向。

主要電氣設(shè)備、每個(gè)接線箱、配電箱均應(yīng)有單獨(dú)的銘牌，標(biāo)明其編號(hào)和/或用途。電線、電纜應(yīng)打印線號(hào)，接線端子應(yīng)加識(shí)別標(biāo)記。

高溫高壓源、有毒或窒息性氣體應(yīng)有警告牌。

室外銘牌應(yīng)采用不銹鋼，一般用途刻蝕黑字，示警用途刻蝕紅字。用鉚接方式固定。

室內(nèi)銘牌可采用層壓塑料，一般用途白底黑字，示警用途紅底白字。用不銹鋼螺絲固定。主要儀表、設(shè)備應(yīng)采用不銹鋼銘牌。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著裝置對(duì)自動(dòng)化程度和控制精度要求的提高，使得各式在線分析儀表有了更大的表現(xiàn)空間。分析小屋作為在線分析過(guò)程中重要的組成部分越來(lái)越多的得到應(yīng)用。伴隨在線分析儀表領(lǐng)域近年來(lái)的飛速發(fā)展，在承接的各個(gè)大型設(shè)計(jì)項(xiàng)目及總承包項(xiàng)目中分析小屋選擇和使用也將越來(lái)越多。及時(shí)總結(jié)吸收先進(jìn)的分析小屋設(shè)計(jì)、安裝、采購(gòu)等環(huán)節(jié)無(wú)疑對(duì)工程應(yīng)用中的技術(shù)積累和知識(shí)儲(chǔ)備有重要意義。

[1]陸德民.石油化工自控控制手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

[2]樂(lè)嘉謙.儀表工手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

Analysis Room and System Installation

WAN Jin-feng1,WANG Bo2
（1.China Huanqiu Contracting&Engineering Co.Liaoning Branch Company，Liaoning Fushun 113006,China;2.Fushun petrochemical company，Liaoning Fushun 113006，China）

Kinds and characteristics of shield for analyser were briefly introduced.Aiming at the protection and maintenance cost for analyser under adverse circumstance,the structure,form,installation requirements and system identification of an analytical small house were discussed to make on-line analytical instruments have better application.

Shield；Analysis Room；Application

O652

A

1671-0460（2010）01-0062-04

2010-01-13

萬(wàn)金峰（1983-），男，遼寧撫順人，助理工程師，2006年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)電子信息工程系。電話：0413-7763379。