分析小屋及其系统安装*

万金峰，王 博

（1.中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁 抚顺 113006;2.中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺113006）

分析小屋及其系统安装*

万金峰1，王 博2

（1.中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁 抚顺 113006;2.中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺113006）

简要介绍了分析仪遮蔽物的种类和特点。针对在环境恶劣场合下对分析仪表的保护及维护成本问题，探讨了工程中常见分析小屋的结构、形式、安装要求及系统标识，以使在线分析仪表能得到更好的应用。

遮蔽物；分析小屋；应用

在线分析仪器安装在工业现场，需要为其提供不同程度的气候和环境防护，以确保仪器的使用性能并利于维护。为分析仪提供气候和环境防护的部件或设施称为遮蔽物。一般来说在线分析仪器的遮蔽物有分析仪外壳、分析仪箱柜、分析仪掩体和分析仪小屋4种。

分析仪外壳是仪器的构成部分之一。像pH计、电导仪等，可直接露天安装，其气候和环境防护完全由外壳承担。外壳周围自然通风，不存在爆炸性气体积聚的危险。

分析仪箱柜是一种小而简单的遮蔽物，分析仪可单台或组合安装在箱中。分析仪箱柜提供了一种改善仪器环境防护的价廉方法，通风一般依靠自然通风。自然通风不会改变区域的危险等级，如果需要在危险场所安装非防爆型仪表时，必须将其安装在正压防爆型仪表箱柜内。

分析仪掩体也称分析仪小棚，它是一种一面或多面敞开的遮蔽物，可解除对自然风通过的阻碍，掩体内可安装一台或多台分析仪，仪器的维护通常在掩体内进行。这种掩体适宜安装对气候防护要求很低的分析仪，其优点是可提供永久性自然通风，当可燃性或有毒性物质泄漏时会得到自然风的稀释，其缺点是仅能提供最小的气候防护，不能像分析小屋那样人为改变仪器安装环境的区域危险等级（如采取正压通风措施等）。

分析小屋是一种可安装1台或多台分析仪的封闭型构筑物，分析仪的维护在小屋内进行。分析小屋安装方式费用高，但它对于需要高等级防护、用途重要且需要经常维护的分析仪是合理的，小屋为分析仪提供了可控制的操作和维护环境，并可降低仪器的生命周期成本（延长使用寿命，降低维护成本）。在环境条件恶劣场合，这种保护形式尤为必要。

1 分析小屋的结构和设施

1.1 自然通风和正压通风

分析小屋的自然通风是由外部风力和/或由内、外热量梯度引起的，为了加强通风效果，往往辅之以机械通风设备，如安装换气扇或鼓风机等。采用这种通风系统的分析小屋仅能用于非危险区或2区危险场所。

在1区危险场所，必须采用正压通风。通风空气取自非危险区域或空间，供风压力应维持室内外空气有一定的压力差，供风流量应保证规定的小屋内部空气置换量。

1.2 分析小屋的结构形式

小屋的结构形式有土木结构和金属结构两种，前者在现场就地建造，后者在系统集成商的工厂里建造。金属结构由于分析仪系统能够在模拟运行条件下得到充分测试，设计、设备和安装缺陷可以在发运到现场之前得到纠正，安装不受现场气候和施工条件的影响等特点而得到更多应用。

1.3 分析小屋的结构和外部设施

1.3.1 外形尺寸

金属结构的分析小屋属于非标产品，其大小可根据分析仪的数量、类型、系统复杂程度和操作维护空间确定，并应留有适当余地。受长途运输条件限制，其外形尺寸一般如下：

长度：室外主体2.5～6.5 m。（考虑到标准钢材定尺和吊装、运输结构强度问题，单个分析小屋长度不宜超过6.5 m，如果长度6.5 m，可采用组合式结构，分体制作，运输到现场后再组合成一体，也可采用两个分析小屋实现。）

宽度：室外主体2.5 m，最宽不应超过3.0 m。（受公路运输宽度限制，宽度不宜超过3.0 m。）

高度：室外主体2.7～3.0 m（受通过立交桥、隧道时的高度限制），室内净高2.5～2.8 m。

1.3.2 机械结构及材质要求

分析小屋的骨架、底座和屋顶为金属构件，采用型钢焊接而成，应有足够的强度及刚性，保证分析小屋在荷载、起吊、平移和运输时不变形。外墙面板宜使用1.5～2.0 mm钢板制作，可采用Л形不锈钢板（304SS，推荐使用不锈钢拉丝覆膜板）式拼装结构形成外墙面，在焊接工艺可以保证的情况下，也可采用带肋镀锌钢板焊接结构形成外墙面。

使用镀锌钢板时必须进行表面喷涂处理，喷涂颜色：白色或国际灰色。

内墙面板和天花板宜使用1.2～1.5 mm钢板制作，材料使用镀锌钢板或冷轧钢板，也可根据用户要求使用不锈钢板。使用镀锌钢板或冷板必须进行表面喷涂处理，喷涂颜色：天花板为白色亮光漆，内墙面版为白色亚光漆。

屋顶面板须进行有效的防雨设计，可使用搭扣结构的拼装式防雨设计或平面焊接式防雨设计。材料使用1.5～2.0 mm不锈钢板，保证屋顶面耐腐蚀的持久性能，外顶承重能力应≥250 kg/m2（2个人的重量）且不发生永久性形变。

内外墙和内外顶之间填充阻燃型保温材料（矿岩棉等），保温层厚度一般为70～75 mm，严寒或酷热地区应加厚至80～85 mm

地板应为防滑金属板。宜使用4～6 mm钢板制作，材料根据用户要求可使用花纹不锈钢板，也可使用花纹镀锌钢板或热轧钢板。使用镀锌钢板或热板必须进行表面喷涂处理，喷涂颜色一般为灰色。必要时可加一层防静电塑胶板。

小屋的门应是外开型的，小屋面积≤9 m2时只设一个门，＞9 m2时应设2个门：主门和安全门。安全门应设在维修人员面对仪器操作时，向右转身90°所面对的墙上，以便发生意外情况时，能迅速撤离小屋。

门上应设透视尺寸不小于300 mm×300 mm的玻璃观察窗，防爆场所的观察窗应采用用叠层玻璃（层间加金属防护网）制作。门内须安装结构合理、可靠的碰撞型逃生安全锁，无论门是否从外部是锁闭，内部人员均可便捷、迅速的推开安全锁撤离。门缝和窗缝镶橡胶密封条密封。

小屋内部应避免有可能积聚气体的死角和沟槽，小屋高处应开有合适的排气孔，以防气体积聚。样品预处理单元、载气钢瓶、标准气瓶和实验室人工分析取样点应位于小屋外边。

1.3.3 分析小屋的外部设施

小屋外面设有带防护链的气瓶固定支架，用于放置载气钢瓶和标准气瓶。在高寒地区或环境条件恶劣场合，也可在小屋内隔出一个气瓶间，气瓶间应单独设门并配备照明、通风设施。门、接线箱、气瓶架和样品预处理箱上方应有防雨遮沿，或将小屋顶檐向外延伸600～800 mm，用以防雨遮盖。小屋顶部应有供整体吊装用的吊环。

1.3.4 分析小屋的地坪

分析小屋应放置在水泥平台上，以防碳氢化合物渗入，平台标高至少应比周围地坪高150～300 mm，平台表面应平坦整洁，以防小屋产生形变。

1.3.5 分析小屋的配电、照明、通风、采暖和空调

分析小屋的照明灯、通风机、空调器、维修插座等公用设备由工业电源供电。分析仪系统、安全检测报警和联锁系统由UPS电源供电。电源接线箱应位于小屋外部，电源线应通过接线箱接入分析小屋。电源总开关应位于小屋外部，以便小屋内出现危险情况时断开供电。配电箱位于小屋内部，每台仪器和设备应分别供电和配线。每个配电回路应配有各自的熔断保护装置和手动开关。公共配电和仪表配电均应当留出至少一个备用回路[1]。

分析小屋内照明的照度一般为250～300 lx，以利于操作和维修。应配备事故照明，可采用带逆变器和蓄电池的照明灯具，停电备用时间不少于30 min。为了便于夜间维护操作，分析小屋外部的样品处理箱和气瓶护栏上方也应提供照明并配备照明开关。

分析小屋应配备通风机，一般采用防爆轴流风机。当室内可能存在的有害气体相对密度＜1时，风机应装在小屋上部，相对密度＞1时，装在小屋下部。风机开关一般装在室外主门旁，采用防爆电源开关。需要说明的是，采用这种通风设施的分析小屋仅能用于非危险区或2区危险场所。

小屋内的温度一般控制在10～30℃范围内，冬季可使用蒸汽采暖装置，室内暖气管线连接均应焊接，以防蒸汽泄漏损坏分析仪。暖气散热面的表面温度应不超过区域危险等级允许的温度，并用护罩加以屏蔽，以防人体直接接触造成烫伤。

当环境条件和设备散热在分析小屋内造成不可接受的高温时（分析仪对环境温度的要求是＜50℃，带LCD液晶显示屏的分析仪对环境温度的要求是＜40℃），应配备空调装置，以满足分析仪运行环境温度要求。

2 分析仪的安装要求

在线分析仪器的安装方式有壁挂式、落地式、架装式或加保护箱安装等，应按仪表安装说明书的要求进行，注意留有维修空间和操作通道[2]。壁挂式安装支撑材料宜采用镀锌碳钢或不锈钢横、竖滑架，可灵活、可靠地满足分析仪的安装要求。

3 管线敷设要求

3.1 样品气、载气和标准气管线

样品气、载气和标准气管线采用1/4、1/8、3/8英寸Tube管，双卡套接头连接，材质为316。进入分析小屋的管线均应在小屋外的入口附近加装截止阀，以便小屋内出现危险情况时可从外部加以关断。穿墙进、出小屋时应通过穿板接头。

危险介质（如样品气、H2载气和燃烧H2气等）应在其入口管线上加装限流阀或限流孔板，限制进入小屋的流量（最高不超过正常需要量的3倍）。

3.2 仪表空气管线

外部供气管线一般采用1/2〞镀锌钢管，进入小屋前应通过截止阀和过滤减压装置，过滤器和减压阀应配备两套，并联安装，一用一备，以利维修和清洗。穿墙进入小屋时应加装密封圈进行室内外密封隔离。

仪表空气进入小屋后应通过供气总管分配至用气设备，总管应有足够容积，（管径一般为1〞～1〞），防止压力波动影响分析仪正常运行。如果小屋用气设备较多，应加粗供气总管或设储气罐，储气罐一般应装在小屋外。

供气总管应架空水平敷设，并保持一定倾斜度（斜向总管末端），以利排污。总管末端出口处应用盲板封住，而不能焊死。

在总管取气时，取源部件应位于水平总管顶部，经过倒U型弯引下来，每条支管均应装截止阀，以保证某台用气设备故障或正常吹扫维修时的隔离。

4 分析小屋和分析仪系统的标识

每个分析小屋都应在主门上方设单独的不锈钢铭牌，标明小屋编号和其中分析仪的位号。

每台分析仪应有一个单独的铭牌，标明其位号和用途，分析仪的主要部件也应标注制造厂名称、型号和系列号，以便辨识。

每个样品处理箱应有一个单独的铭牌，标明其相对应的分析仪位号和流路识别号，箱内部件标识要求见样品处理系统的安装要求。

管线进出小屋的穿板接头处，进出分析仪和样品处理箱的接管口处，均应标明其流路号或介质名称，并应标注流动方向。

主要电气设备、每个接线箱、配电箱均应有单独的铭牌，标明其编号和/或用途。电线、电缆应打印线号，接线端子应加识别标记。

高温高压源、有毒或窒息性气体应有警告牌。

室外铭牌应采用不锈钢，一般用途刻蚀黑字，示警用途刻蚀红字。用铆接方式固定。

室内铭牌可采用层压塑料，一般用途白底黑字，示警用途红底白字。用不锈钢螺丝固定。主要仪表、设备应采用不锈钢铭牌。

5 结束语

随着装置对自动化程度和控制精度要求的提高，使得各式在线分析仪表有了更大的表现空间。分析小屋作为在线分析过程中重要的组成部分越来越多的得到应用。伴随在线分析仪表领域近年来的飞速发展，在承接的各个大型设计项目及总承包项目中分析小屋选择和使用也将越来越多。及时总结吸收先进的分析小屋设计、安装、采购等环节无疑对工程应用中的技术积累和知识储备有重要意义。

[1]陆德民.石油化工自控控制手册[M].北京：化学工业出版社，1993.

[2]乐嘉谦.仪表工手册[M].北京:化学工业出版社，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

万金峰（1983-），男，辽宁抚顺人，助理工程师，2006年毕业于辽宁石油化工大学电子信息工程系。电话：0413-7763379。