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關(guān)鍵詞:鋼鐵化驗;實驗室建設(shè);設(shè)計方案
中圖分類號:TF08 文獻標(biāo)識碼:A
1 化驗室分類
現(xiàn)在的化驗室分類方法比較多,筆者將按照使用分析檢驗的方法闡述如下。第一類是化學(xué)分析檢驗室,第二類是儀器分析檢驗室。前者的特點是儀器設(shè)備簡單投資少,檢驗成本低,一般應(yīng)用在常量組分的分析實驗上,但是不能忽視的是容易造成環(huán)境污染。后者的特點是使用的分析儀器設(shè)備必須是大型的和復(fù)雜的,但是這種分析檢驗結(jié)果還是比價簡單的,而且靈敏度高。但是這個一般使用在資金雄厚的大中型礦業(yè)企業(yè)。
2 化驗室組織機構(gòu)
化驗室組織機構(gòu)的設(shè)置對于化驗室工作來說是很重要的。它在具體工作中享有獨立開展業(yè)務(wù)的權(quán)利,并且在組織機構(gòu)管理方面相對獨立性,堅持科學(xué)公正公平的態(tài)度完成每一項工作。具體架構(gòu)圖如圖1所示。這其中化驗室各個工作人員目標(biāo)分工明確,并用科學(xué)化實現(xiàn)高效地工作任務(wù)。
3 化驗室設(shè)計方案
目前的化驗室設(shè)計一般地是有建筑本身設(shè)計,化驗室及設(shè)備設(shè)計兩大部分組成。這兩部分的組成是相輔相成的,它是集中了建筑功能和工程技術(shù)和建筑藝術(shù)的結(jié)合體。建筑設(shè)計的主要依據(jù)是有關(guān)部門對建筑任務(wù)的要求,包括了建筑面積,工程造價等。還要有城建部門同意的設(shè)計批文以及建筑單位根據(jù)有關(guān)批文向設(shè)計單位辦理的手續(xù)。設(shè)計人員要根據(jù)以上設(shè)計文件,進行必要的調(diào)查研究,分析處理材料進行綜合設(shè)計建筑圖紙等。化驗室及設(shè)備設(shè)計是要滿足操作人員即化驗員的實際方便操作,舒適度,面積等,還有化驗用的儀器等。下面筆者以某化驗室為例分別闡述這兩部分的設(shè)計工作。
3.1建筑本身設(shè)計。化驗室建筑本身是要滿足對建筑的實際要求,一般來說要單獨的建筑并采用東西側(cè)為走廊,不同功能的房間分布在南北兩側(cè)。主要包括取樣室,天平室,藥品儲備室,儀器室等。最主要的是對走廊的要求,單面走廊寬是1.5m,如果是雙面走廊凈寬就要到1.82m,走廊上面有通風(fēng)管道的話應(yīng)保持在2.4-3.0m。而化驗室最好選在靠近煉鐵車間,分布如下:在一樓設(shè)取樣室,預(yù)處理室,天平室等,在二樓設(shè)更衣室,會議室,藥品儲備室等。
化驗樓選址應(yīng)該滿足建筑用地,實驗用地等的環(huán)境要求,其中基地要與那些易燃易爆的生產(chǎn)車間有段距離,保障安全性。還要遠離噪聲震動源,確保試驗的科學(xué)性。
另外對化驗室建筑模數(shù)的要求是4m,4.5m,7.2m等,化驗室的進度模數(shù)取決于實驗臺長度和布置形式。目前通用的進深模數(shù)有6m,6.7m等。
3.2化驗室及設(shè)備設(shè)計
首先是化驗室內(nèi)的最基本布置,包括洗滌池,通風(fēng)處,帶試劑架的工作臺,存放儀器的櫥柜燈。化驗室尺寸設(shè)計。尺寸的大小主要取決于化驗工作的要求,并要考慮安全性和發(fā)展的整體需要。一般來說,化驗室的高度尺寸操作空間的高度不應(yīng)該小于2.5m,而專用工作空間應(yīng)該說在2.6-3m。
化驗室必備硬件要求要有電力采用三相電。通風(fēng)設(shè)施也必不可少,尤其是操作間中的加熱酸溶過程必須在通風(fēng)櫥中進行。另外,化驗室還要有下水設(shè)施。
化驗室的主要設(shè)備一般分為以下幾方面(表1)。
而試驗臺的設(shè)計布置一般有周邊式,兩邊式等,主要有臺面和臺下支座構(gòu)成。它的寬度為1.2-1.8m為宜,靠墻的試驗臺寬度0.75-0.9m,靠墻的儲物架寬度0.3-0.5m。而試驗臺的長度一般是寬度的1.5-3倍的樣子。在通道設(shè)置方面一般為1.5-2.1m。
在管線通道管線架方面要引出臺面供方面使用;藥品架的設(shè)置不宜很寬,要保持在能存放2個中型試劑瓶為準(zhǔn),寬度就是在200-300mm。另外在實驗臺下空間通常設(shè)有器皿柜,方便實驗用品的存放。
綜上所述,鋼鐵廠化驗室的建設(shè)和設(shè)計基本要求要準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)一定要可靠。化驗室的設(shè)計和建設(shè)筆者認為最好是有經(jīng)驗的公司進行前期設(shè)計策劃,還要在建設(shè)之前建立一套嚴格地管理制度。還要做好對化驗人員進行化驗知識的培訓(xùn),要求化驗人員嚴格按要求操作,同時做好抽檢檢查制度。總之在進入科技發(fā)展的今天,一些實驗室也要像安全、節(jié)能、環(huán)保、智能化方向發(fā)展,不斷順應(yīng)時代需求,滿足生產(chǎn)需要。
參考文獻
室內(nèi)設(shè)計參數(shù)也是影響暖通空調(diào)能效的重要方面。由于實驗室人員流動較大、溫度、濕度、新風(fēng)量等實驗室內(nèi)部條件變化范圍較大,設(shè)計時忽略這些參數(shù)的實際變化也會造成暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗升高。因此,不僅要考慮實驗室暖通空調(diào)滿負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)的極值,更要充分考慮分析室內(nèi)環(huán)境參數(shù)在正態(tài)分布中的極大值,首先保證空調(diào)系統(tǒng)在常用狀態(tài)下具備較低的能耗值。
2提高暖通空調(diào)熱源及冷源系統(tǒng)節(jié)能性
提高暖通空調(diào)冷熱源的系統(tǒng)節(jié)能性主要體現(xiàn)在冷熱源的選擇與實現(xiàn)能源的梯利用上。目前常用的冷熱源系統(tǒng)主要有以下幾類:
a.電動冷水機組供冷,鍋爐供熱;
b.溴化鋰吸收式冷水機組供冷,鍋爐供熱;
c.直燃式溴化鋰冷熱水機組;
d.空氣源熱泵;
e.天然冷熱源。其中,應(yīng)用最多的冷熱源類型是電動冷水機組供冷,鍋爐供熱,但這一類型能耗較高噪聲也較大,屬于最傳統(tǒng)但是最不節(jié)能的一種;而天然冷熱源碳排放量最低,能起到很好的降低能耗的作用,但是因技術(shù)不成熟而應(yīng)用較少;綜合比較,在充分考慮實驗室外部環(huán)境和所在城市的最佳平衡點溫度等前提下,利用空氣源熱泵冷熱水機組能耗較低、碳排放較少、安裝運行較為方便且占用有效建筑面積較小,作為實驗室暖通空調(diào)的能熱源較為合適。實現(xiàn)能源梯度利用,意味著在高級能源階段即能耗較高的階段,將能源的消耗而產(chǎn)生的功用于發(fā)電,將這一過程產(chǎn)生的剩余熱量用于較低能耗階段的供熱制冷。這是由于兩者能源品味基本完全對應(yīng)。這樣就可以提高冷熱源系統(tǒng)的功效形成“一源多效”,減少了冷熱源的系統(tǒng)能耗。此外,設(shè)計師還應(yīng)該根據(jù)具體的冷熱源形式,經(jīng)過詳盡地計算推演以及充分考慮經(jīng)濟指標(biāo)、結(jié)合價值工程原理來為整個系統(tǒng)選擇合理的供熱供冷設(shè)計溫度,實現(xiàn)低溫供熱高溫供冷,達到減排的目的。
3降低送風(fēng)狀態(tài)點造成的運行能耗及費用
實驗室暖通空調(diào)設(shè)計中,風(fēng)量平衡是需要重點考慮的一項。因為風(fēng)量是否平衡決定了實驗室空氣環(huán)境是否安全。送風(fēng)量、排風(fēng)量、回風(fēng)量、壓力風(fēng)量和新風(fēng)量共同影響了風(fēng)量平衡。實驗室潔凈室的送風(fēng)量與排風(fēng)量要維持適宜的余風(fēng)量,這部分風(fēng)量差使得潔凈室風(fēng)量具備了合理的壓差。但實時監(jiān)測中發(fā)現(xiàn),送風(fēng)量和排風(fēng)量受其他因素的影響,很難按設(shè)計情況完美的達到風(fēng)量平衡,這就需要在設(shè)計師充分考慮合理的送風(fēng)狀態(tài)點,同時考慮送風(fēng)溫差大和較小的房間,利用自動控制系統(tǒng)盡量保持合理而穩(wěn)定的壓差。此外,有的項目單位在較高安全等級的實驗室中進行安全等級較低的實驗,一方面會在初期投資上造成巨大浪費,而且高安全等級的實驗室在暖通空調(diào)運行時由于需要控制送風(fēng)點,就會使用如二次電加熱設(shè)備等。解決這類問題就需要設(shè)計師深入考慮、確定合適的送風(fēng)點,在實驗室暖通空調(diào)設(shè)計時與項目單位確定好實驗室安全等級、避免采用二次電加熱,同時選用合理的風(fēng)閥和控制系統(tǒng),將送風(fēng)口和回風(fēng)口設(shè)計在適當(dāng)位置,避免產(chǎn)生劇烈變化的室內(nèi)壓差和各房間之間產(chǎn)生混亂的空氣流向。4利用數(shù)據(jù)庫和模擬手段“預(yù)演”設(shè)備運行隨著信息技術(shù)的發(fā)展,利用信息技術(shù)手段可以有效避免傳統(tǒng)人工計算、繪圖帶來的誤差,提高設(shè)計水平和效率,從根本上解決設(shè)計缺陷造成的設(shè)備運轉(zhuǎn)不良、能耗較高等問題。目前,除了使用Auto-CAD進行圖紙制作以及基于AutoCAD進行二次開發(fā)的設(shè)計技巧這些初級的信息技術(shù),還有SQLsever2000數(shù)據(jù)庫、基于MagiCAD的BIM技術(shù)、EasyHVAC軟件、DeST軟件等手段可以用于進行暖通空調(diào)設(shè)計。這些信息技術(shù)手段可以實現(xiàn)多變量處理,將二維設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)槿S設(shè)計,使設(shè)計師可以充分考慮影響暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的各類變量,在設(shè)計之初就充分考慮到設(shè)計方案的節(jié)能減排效果。另外,利用軟件模擬和仿真模型的建立可以更加直觀立體的測試設(shè)計方案的運行效果,科學(xué)地測定水系統(tǒng)供回水等各類參數(shù)在運行時的變化情況,充分模擬內(nèi)外部環(huán)境變化對空調(diào)系統(tǒng)能效的影響,及時監(jiān)測在冷負荷、新風(fēng)量、最優(yōu)送風(fēng)點等條件發(fā)生變化時PID控制器的控制效果。這樣就可以極大程度的避免因設(shè)計原因造成的二次施工而帶來的經(jīng)濟損失和能源損耗。
4.結(jié)束語
某一開放性化學(xué)實驗課題有多種實驗設(shè)計方案,一般在物質(zhì)的制備、檢驗、分離、除雜的實驗中出現(xiàn)較多。它能全面綜合考查學(xué)生的化學(xué)知識、實驗技能、思維和表達能力。中考中,屬于較難題目。考試中應(yīng)注意以下幾點:
一、實驗設(shè)計必需遵循科學(xué)性
實驗設(shè)計的對象為制取物質(zhì)或進行物質(zhì)性質(zhì)的實驗,首先了解實驗的原理,這就是設(shè)計必需遵循的科學(xué)性。
二、實驗設(shè)計必需注意可行性
實驗的設(shè)計必需考慮儀器的性能,所用材料的資源豐富,價廉易得,這就是實驗的可行性。
三、實驗設(shè)計的安全性
(1)點燃可燃氣體(如H2、O2、CH4)或用CO、H2還原CuO、Fe2O3之前,要驗純,以防爆炸事故的發(fā)生。
(2)進行有毒氣體(如CO、SO2、NO2)實驗時,應(yīng)在通風(fēng)的環(huán)境中進行實驗,并注意尾氣的處理。CO要燃燒掉,SO2和NO2用堿溶液吸收,避免中毒。
(3)用加熱法制取并用排水法收集氣體時,要注意熄滅酒精燈與從水槽中移出導(dǎo)管的順序,避免水的倒流使試管炸裂。
例2.(09年南昌中考題)在整理化學(xué)實驗室時,發(fā)現(xiàn)一瓶失去標(biāo)簽的白色粉未,可能是碳酸鈉,也可能是氫氧化鈣。白色粉未是哪種物質(zhì)呢?請你提出猜想,并設(shè)計實驗進行探究。
解析:用NaCO3和Ca(OH)2在性質(zhì)上的不同,設(shè)計實驗方案,推測實驗現(xiàn)象和結(jié)論。解題關(guān)鍵是找到和兩種物質(zhì)混合現(xiàn)象不同的同一試劑。
答案: