style="width:11.85347in;height:4.18056in" /> 本文是学习GB-T 34042-2017 在线分析仪器系统通用规范. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了在线分析仪器系统的术语和定义、系统组成、要求与试验方法、标志、包装、运输和
储存。
本标准适用于气体和液体在线分析仪器系统。
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GB 3836(所有部分) 爆炸性气体环境用电气设备
GB/T4208 外壳防护等级(IP 代码)
GB/T 11606 分析仪器环境试验方法
GB/T 12519 分析仪器通用技术条件
GB/T 18268.1 测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求
第1部分：通用要求
GB/T 18403.1—2001 气体分析器性能表示 第1部分：总则
GB/T 19768—2005 过程分析器试样处理系统性能表示
GB/T 20245.1—2006 电化学分析器性能表示 第1部分：总则
GB/T 25844—2010 工业用现场分析小屋成套系统
GB/T 25923 在线气体分析器 技术条件
GB/T 25924 在线气体分析器 试验方法
GB/T 29812—2013 工业过程控制 分析小屋的安全
GB/T 29814—2013 在线分析器系统的设计和安装指南
GB 50058—2014 爆炸危险环境电力装置设计规范
GB 50160 石油化工企业设计防火规范
GB 50493 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范
GB/T 34065—2017 分析仪器的安全要求
HJ/T76 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法(试行)
HJ/T 212 污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准
HJ/T 353 水污染源在线监测系统安装技术规范(试行)
HJ/T 354 水污染源在线监测系统验收技术规范(试行)
HJ477 污染源在线自动监控(监测)数据采集传输仪技术要求
HJ653 环境空气颗粒物(PM 和 PM₂ s) 连续自动监测系统技术要求及检测方法
HJ 654 环境空气气态污染物(SO₂ 、NO₂ 、O、CO)
连续自动监测系统技术要求及检测方法
JJF 1024—2006 测量仪器可靠性分析
SH/T 3126—2013 石油化工仪表及管道伴热和绝热设计规范
SH/T 3174 石油化工在线分析仪系统设计规范
ISO 15839:2003 水 质 在线传感器/分析设备 规范和性能测试(Water
quality—On-line sen-
GB/T 34042—2017
sors/analysing equipment for water—Specifications and performance tests)
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
在线分析仪器系统 on-line analyzer system
由样品处理系统、在线分析仪器、数据管理系统和辅助设施等(或部分)组成，实现从样品提取到输
出分析结果全过程的系统。
3.2
在线分析仪器 on-line analyzer
用于源流体现场，对物质的成分或物性参数进行自动连续(或间隔)测量的分析仪器。
3.3
取样式在线分析仪器 sampling on-line analyzer
从源流体中提取样品并输送到分析器件进行测量的在线分析仪器。
3.4
原位式在线分析仪器 in-situ on-line analyzer
分析器件安装在源流体现场或直接插入源流体中进行测量的在线分析仪器。
3.5
样品处理系统 sample conditioning system
将一台或多台在线分析仪器与源流体、排放点以及公用设施连接起来，实现样品提取、传输、处理和
废流处置等功能的系统。
3.6
样品提取 sample extraction
从源流体中自动提取所需样品的过程，简称取样或采样。
3.7
样品传输 sample transport
将样品从取样点输送到在线分析仪器入口端的过程。
3.8
样品处理 sample conditioning
调节样品的温度、压力、流量等参数，消除或减少样品中的障碍组分和干扰组分，使样品符合分析仪
器所需要的测量条件。
3.9
废流处置 exhaust stream disposal
废流排放的几种处置方式，包括直接排放、无害化处理后排放、返回工艺装置(回收)。
注：实现这一功能，应满足在线分析仪器出口端或样品处理系统中其他点的要求，也应满足排放点的要求。
3.10
源 流 体 source fluid
从中提取样品流并测定其组分或物性参数的流体(气体或液体)。
注1:源流体可以流经样品管路或盛在容器中，周围空气和水也可以是源流体。
注2:源流体和样品管路中的样品流可能是下列组分的混合物：被测组分、不相干组分、障碍组分、干扰组分。
3.11
被测组分 components to be measured
在线分析仪器将要对其含量或物性进行测量的一种组分或多种组分。
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3.12
不相干组分 irrelevant components
对在线分析仪器或样品处理系统性能没有影响的非测量组分。
3.13
障碍组分 obstructive components
对在线分析仪器或样品处理系统部件性能有不利影响的组分。
注1: 障碍组分可能是非测量组分，也可能是被测组分；
注2:
这些影响可能是：物理的(如光学分析器窗口污染);化学的(如腐蚀);导致不允许的误差(如光度计液体样品
流中的气泡，被测极性组分的吸附和解吸);
注 3 : 障碍组分可能是固态、液态或气态。
3.14
干扰组分 interfering components
引起在线分析仪器产生干扰误差的组分。
3.15
废流 exhaust stream
从在线分析仪器的出口端或样品处理系统的某一点到排放点的流体。
3.16
取样点 sampling point
从源流体中提取样品的位置。
3.17
取样探头 sample probe
插入到源流体中，用来提取样品的组件。
3.18
样品流路 sample line
将样品从取样点传送到在线分析仪器入口端的连接管路。
注：包括过滤器、冷却器、泵、流量计等，可以是样品流路的组成部分。
3.19
快速回路 fast loop
加快样品流动并缩短样品传输滞后时间的管路，包括快速循环回路和快速旁通回路。
3.20
旁通流路 bypass line
从样品流路中分出的支路，可作为快速回路，也可作为安全泄压阀、旁通过滤器等的排放管路。旁
通流路也用于源流体管路，样品可以从源流体管路的旁通流路中提取。
3.21
样品传输滞后时间 lag time of sample transport
样品从采样点传送到在线分析仪器入口处的时间，包括取样、传输和样品处理过程所需时间。
3.22
系统响应时间 response time of analyzer system
从样品浓度在取样点发生阶跃变化的瞬时起，到仪器的指示达到两个稳态值之差的90%处所经过
的时间。
3.23
密封性 tightness
样品处理系统和管路的密封性能，通常用渗透率和泄漏率来衡量。渗透率表示环境介质渗入到样
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品中的速率，泄漏率表示样品流失到环境中的速率。
注：本标准中的密封性特指样品处理系统和管路的密封性，不包括分析仪器的密封性。
3.24
组成误差 composition error
取样点样品与送入分析仪器样品的组成和含量的差异。这种差异可能是由吸附、稀释、渗透或样品
流中被测组分的相互作用而引起。组成误差衡量样品经过处理后失真的程度。
3.25
辅助设施 auxiliary facilities
为保证在线分析仪器系统正常运行而设置的环境防护设施、公用工程设施等。
3.26
公用工程设施 utility facilities
在线分析仪器系统的供电、供气、供水等设施。
3.27
环境防护设施 housing facilities
用于对在线分析仪器进行气候防护、防尘、防水、防爆、防腐蚀、防雷电、防振动以及对维护人员进行
安全防护的各种设施和设备。
注：目前应用较广的有分析小屋、分析机柜、分析浮标和分析仪器棚。
3.28
分析小屋 analyzer house
一种预制好的全封闭构筑物，安装有单台或多台在线分析仪器及其辅助设备，可在室内进行分析仪
器的维修保养。
3.29
分析机柜 analyzer cabinet
单个或组合安装分析仪器的小型密封柜。进行维护时从外打开柜门。
3.30
分析浮标 analyzer mooring buoy
一种长期、定点漂浮在湖泊、水库、河流和海洋等水体上的浮体，可搭载、悬挂多种类型传感器或分
析仪器。
3.31
分析仪器棚 analyzer shelter
安装在现场的非封闭防护设施，通风良好，可放置一台或多台在线分析仪器。
3.32
数据管理系统 data management system
采集、处理、传输分析仪器系统的数据，具有监控或管理功能的系统。
在线分析仪器系统按照安装方式主要分为取样式及原位式，取样式在线分析仪器系统的组成见
图1。原位式在线分析仪器系统不含图1中的"样品处理系统"。
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图 1 在线分析仪器系统的组成
包括：
a) 样品提取；
b) 样品传输；
c) 样品处理；
d) 废流处置。
包括：
a) 样品流路切换；
b) 样品系统的性能监测和控制。
基本要求如下：
a) 取样具有代表性，经过处理后样品不失真；
b) 样品传输滞后时间短；
c) 样品的温度、压力、流量和洁净程度满足分析仪器所需的工作条件；
d) 系统构成尽可能简单，易于操作和维护；
e) 能长期可靠工作；
f) 产生的废流少。
取样点的位置选择，应尽量满足下述原则：
a) 反映源流体性质和组成变化的灵敏点上；
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b) 避免不必要的工艺滞后；
c) 可利用工艺压差构成快速循环回路；
d)
应选择在样品温度、压力、清洁度、干燥度和其他条件尽可能接近分析仪器要求的位置，尽量减
少样品处理部件的数目；
e) 应易于从扶梯或固定平台接近，便于取样探头的安装和维护；
f) 在线分析仪器的取样点和实验室分析的取样点应分开设置；
g) 避免在多相流中取样；
h) 相关行业标准的其他规定。
5.3.2.1 常用取样探头
包括：
a) 按是否过滤可分为：直通式(敞开式)取样探头和过滤式取样探头；
b) 按是否防爆可分为：防爆式取样探头和非防爆式取样探头；
c) 按温度适应范围可分为：高温取样探头和常温取样探头；
d) 取样探头典型图参见附录 A。
5.3.2.2 取样探头探管外径
选择如下：
a) 样品为气体时，宜采用6 mm (或1/4")Tube
管，颗粒物含量较高时，宜采用12 mm (或1/2") Tube 管；
b) 样品为液体时，宜采用10 mm (或3/8")Tube
管，样品中悬浮物含量较高、粘稠、易结晶时，宜 采用12 mm (或1/2")Tube
管；
c) 样品为需气化传送的液体样品时，宜采用3 mm (或1/8")Tube 管。
注：Tube管是一种仪表系统使用的小口径管子，以外径(OD)
标注其规格，通常用压接方式(卡套)连接，有时也采用
焊接。
5.3.2.3 取样探头探管插入长度和方位
选择如下：
a) 探管插入长度
宜为1/3倍～1/2倍管道公称通径；高流速介质、大管径等场合宜计算探管长度，以防探头因共振
效应而损坏，必要时探管宜设加强管保护。探管长度计算方法见 GB/T 29814—2013
的附录B。
b) 探管插入方位
水平管道：气体取样，探头宜从管道顶部插入，以避开可能存在的凝液或液滴；液体取样，探头宜从
管道侧壁插入，以避开管道上部可能存在的蒸气和气泡，以及管道底部可能存在的残渣和沉淀物。
垂直管道：从管道侧壁插入，液体应从由下至上流动的管段取出，否则可能出现气体混入或无法获
取样品。
包括：
a) 在水质分析中，常用抽吸泵或潜水泵取样；
b)
对于乙烯裂解气、催化裂化再生烟气、硫磺回收尾气、管输高压天然气、炼铁高炉炉顶气、水泥
回转窑尾气等复杂条件样品的取样，应采用特殊设计的专用取样设备。
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要求如下：
a) 流程工业过程分析样品传输滞后时间宜小于60 s,气体样品流速可控制在6
m/s～15 m/s,液 体样品流速可控制在1.5 m/s～4 m/s;
b) 在允许通过的流速下，如传输滞后时间超过60 s,则应设置快速回路系统；
c) 样品管线尽可能笔直地到达分析仪器，使用最小数目的弯头和转角，避免 U
形弯曲，尽量减少 死支路和死体积；
d)
对含有冷凝液的气体样品，样品管线应保持一定坡度向下倾斜，最低点应靠近分析仪器并设有
冷凝液收集罐。倾斜坡度一般不小于1:10,对于粘滞冷凝液可增至1:5;
e)
防止相变，即在传输过程中，气体样品应保持为气态，液体样品应保持为液态；
f)
样品管线应避免通过温度变化过大的区域，以免引起样品相态或组分的变化；
g) 样品传输系统应符合密封性要求，以免样品外泄或环境空气侵入。
要求如下：
a) 样品传输管线宜选用316不锈钢无缝 Tube
管，管子应经过退火处理；腐蚀性样品(如 HCl、
Cl₂ 、SO₂ 、HF 等),宜采用可溶性聚四氟乙烯(PFA) 或聚四氟乙烯(PTFE)
等含氟管材和管件；
注：PFA 英文全称为 meltable
polytetrafluoroethylene,中文名称为可溶性聚四氟乙烯，是四氟乙烯与全氟丙基乙烯
基醚以一定比例在含有全氟羧酸盐分散剂和过硫酸盐引发剂的水介质中共聚制得的，外观为白色半透明的
颗粒。
b)
管子的连接宜采用压接方式，使用双卡套式压接接头，管件(接头、阀门)材质、规格应与管子相
同和匹配；
c) 样品处理系统常用Tube 管和管接头的类型、规格及有关参数参见附录 B。
5.4.3.1 返回到装置的快速循环回路
利用工艺管线中的压差，在其上、下游之间并联一条管路，样品从工艺引出又返回工艺，分析仪器所
需样品从回路上的某一点引出，见图2。在样品系统设计时，应优先考虑采用快速循环回路。
style="width:9.2534in;height:3.72658in" />分析回路
循环回路
分析仪器 一到排出口
图 2 快速循环回路示意图
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5.4.3.2 通往废料的快速旁通回路
从工艺管道到排气或排液口的样品流通系统，由于它是分析回路的并联旁通支路，所以称为“旁通
回路",见图3。快速旁通回路一般从自清洗式旁通过滤器引出。
style="width:8.45336in;height:3.87332in" />分析回路
分析仪器 到排山口
旁通回路
废流处置
图 3 快速旁通回路示意图
要求如下：
a)
气体样品中含有易冷凝的组分，应伴热保温在其露点以上；液体样品中含有易气化的组分，应
绝热保温在其蒸发温度以下或保持压力在其蒸气压以上。微量分析样品(特别是微量水、微量
氧)宜伴热输送，因为管壁的吸附效应随温度降低而增强，解吸效应则呈相反趋势。易凝析、结
晶的样品也应伴热传送。
b) 伴热设计应保证系统中管线温度一致，不应存在过热点或过冷点。
c) 样品传输管线的伴热保温方式有电伴热和蒸气伴热两种。
d)
电伴热可采用自调控电伴热带(多用于石油、化工装置)、自限热电伴热带[多用于烟气排放连
续监测(CEMS)
系统]或恒功率电伴热带；当采用恒功率电伴热带时应配备温控系统。
e)
推荐采用将样品传输管、电伴热带、保温层和护套层装配在一起的组合式电伴热管缆。
f) 蒸气伴热的蒸气压力宜为0.3 MPa～1.0 MPa。
g)
易冷凝、冻结、结晶的样品宜采用蒸气重伴热；易聚合、分解或气化等样品宜采用蒸气轻伴热。
h) 样品管线较长或重负荷伴热时，宜采用蒸气分段伴热的做法。
i) 每根采样管线蒸气伴热系统应至少设置一个疏水器。
j) 采样管线的隔热材料宜采用聚苯乙烯、硅酸铝、聚氨酯等。
k) 样品系统伴热保温计算参见附录C。
主要任务如下：
a) 样品的流量调节(包括分析回路和快速回路的流量调节);
b) 样品的压力调节(包括降压、增压、抽吸和稳压);
c) 样品的温度调节(包括降温、升温和伴热保温);
d) 除颗粒物；
e) 除水(除液态水)、除湿(除气态水);
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f) 有害物(包括障碍组分和干扰组分)处理。
取样式在线分析仪器的样品处理， 一般在以下三处位置进行：
a)
在取样点对取出样品进行的初步处理(过滤、减压、降温、除水、液体样品气化等),其主要目的
是使样品适合于传输，其次是减轻样品进入分析仪之前进一步处理的负担。
b)
在样品进入分析仪之前进行的进一步处理和调节(过滤、干燥、去除有害物，压力、温度和流量
调节),其目的是使处理后的样品满足在线分析仪的要求。
c)
对于分析后的样品和快速回路排放样品，也需要加以处理，本标准称之为"废流处置",处理方
法见5.6。
要求如下：
a)
气体的减压特别是高压气体的减压，应在样品取出后立即进行(在根部阀处就地减压);
b) 气体减压时的降温幅度可按0.3℃/0.1 MPa (无机气体)、0.5℃/0.1 MPa
(有机气体)估算，为
防止出现冷凝和冻结，可采用蒸气加热或电加热的减压阀；
c)
在高压气体减压场合，为确保分析仪器的安全，应加装安全泄压阀或防爆片来加以保护；
d) 对于压力≤0.01 MPaG
的正压或负压气体样品，宜采用泵抽吸取样并增压传送。为防止润滑
油对样品的污染，可采用隔膜泵和喷射泵这两种抽吸泵；
e) 高温气体样品的降温可在裸露管线中通过与环境空气的热交换迅速冷却；
f)
液体属于不可压缩性流体，当压力不高时，利用管道内部的流动阻力即可达到减压目的；当压
力较高时，如高压锅炉的炉水或蒸气凝液的减压，可使用液体减压阀、减压杆或限流孔板减压；
g)
液体样品比气样的密度和比热容大很多，其降温需要通过与冷却介质换热来实现。常用的降
温方法是采用列管式、盘管式或套管式水冷却器；
h)
样品流量调节可采用手动或自动控制方式，可具有流量显示、报警或控制等功能。
要求如下：
a) 样品除颗粒物方法主要有过滤、分离、洗涤等；
b)
过滤器有直通式和旁通式两种，过滤材料有金属筛网、粉末冶金、多孔陶瓷、玻璃纤维、多孔塑
料、羊毛毡、脱脂棉等，主要用来滤除样品中的固体颗粒物，有时也用于滤除液体颗粒物(水雾、
油雾等);
c)
如果颗粒物含量较高或粒径较分散时，应采用两级或多级过滤方式，过滤孔径逐级减小，末级
过滤器的过滤精度根据分析仪器的要求确定；
d)
惯性或重力分离方式广泛用于液体样品，对含颗粒物粒度较大的气体样品也适用。分离的颗
粒物粒径范围在40μm～400μm 之间。 一般对>100μm 的颗粒物分离效果较好；
e) 温度高、颗粒物含量高的气体样品可采用洗涤方式。
要求如下：
a)
样品除水除湿方法主要有冷凝、过滤、渗透管干燥、惯性分离、干燥剂吸收吸附等几种方法。
b)
冷凝是常用除水方法，有水冷却器、涡旋管致冷器、冷剂压缩致冷器、半导体致冷器等。
c)
过滤除水器件有聚结(纤维)过滤器、旁通过滤器、膜式过滤器、纸质过滤器和监视(脱脂棉)过
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滤器等。这些过滤器只能除去液态水，而不能除去气态水，即不能降低样品的露点。
d)
渗透管除湿能力强(露点可降至-40℃),但它只能除去气态水而不能除去液态水。
注：渗透管利用磺酸基与水分子水合，并通过磺酸基团组成的离子通道，将水分子由管内表面传送到管外表面，在
管外表面水分子渗透蒸发(管外表面的水蒸气分压需低于管内表面),达到除湿的效果。
e)
惯性分离除水有旋液分离器、气液分离罐等。应考虑并尽量降低其体积对样品传输滞后时间
的影响。
f) 在选用干燥剂吸收吸附除湿时，应考虑其对被测对象的影响。
5.5.6 有害物(包括障碍组分和干扰组分)处理
要求如下：
a) 气体样品与所接触材料的相容性参见附录 D。
液体样品的防腐蚀选材，由于某些酸、碱、盐溶
液的腐蚀性很强，其防腐蚀问题要复杂得多，应参阅有关腐蚀数据与选材手册并根据实际经验
加以解决。
b)
样品中含有湿氯气、氯化物、湿氟气、氟化物等腐蚀性杂质时，宜采用先降温除水减弱其腐蚀
性，再保温传送；样品中含有硫化物杂质时，宜采用吸收吸附脱硫剂(铁屑、褐铁矿粉、无水硫酸
铜等)脱硫。
c)
样品中含有焦油、萘等粘附性物质时，可采取洗涤、冷凝回流等方法减少对管路的影响；
d)
强吸附性被测组分宜采用内表面涂层、抛光、电镀或特殊样品管线和部件，以降低吸附和解吸
效应的影响。
e)
样品中的干扰组分可用物理方法吸收、吸附，或用化学方法转换去除；也可将干扰组分检测出
来，再通过数据处理对分析结果进行补偿。
f)
水质在线分析仪器系统需要考虑去除藻类、微生物等的影响，应增设去除或抑制藻类、微生物
滋生的杀生或抑菌装置。
g) 应去除液体样品中的气泡干扰。
在多流路分析系统中，为防止由于阀门泄漏以及死体积中样品滞留造成的掺混污染，应采用以下两
种多流路样品切换系统。
a)
切断和泄放系统，它是采用两个三通阀的双通双阻塞系统，其构成和原理见图4。(图中流路3
的样品通入仪器进行分析，流路1和流路2的样品被双阀截断，双阀之间死体积中滞留的样品
或由于阀门偶尔泄漏流入的少量样品经旁通管路排出，不会对流路3的样品造成污染。)
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流路1
流路2
流路3
标 气
分析仪器
排 放
图 4 切断和泄放系统
b)
反吹洗涤糸统，它是采用被选择流路(流路3)的样品反吹洗涤其他流路的系统，其构成和原理
见图5。
流路1
流 路 2
流路3
分析仪器
排放
图 5 反吹洗涤系统
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废流处置不应对系统测量带来影响、对操作人员带来危险和对环境造成污染。
5.6.2.1 排入火炬或返回工艺
要求如下：
a) 常用于易燃、有毒或腐蚀性气体；
b)
样品排放压力应高于火炬背压或返回点压力，以保持足够的排放压差，必要时可采用泵加压
输送；
c)
排放样品不应有压力波动，否则会影响分析仪器的性能，有时需要在分析仪器出口管线上加装
背压调节阀，或增设压力补偿环节；
d)
如果样品中有易冷凝的组分，排放管线应伴热保温，并在适当位置加装凝液阀，自动排除冷凝
物，以防止凝液堵塞和背压的形成；
e)
对于多台分析仪器的集中排放，排放总管应有足够的容积，以免背压波动对分析仪器的测量造
成干扰。
5.6.2.2 排入大气
一般有两种方式：
a)
直接排入大气。常用于清洁、无毒、不易燃、不污染环境的气体。有些以大气压力为参照点的
分析仪器，也需要直接排入大气。其中易燃气体的放空应在放空口加装阻火器，并符合
GB 50160 的有关规定。
b)
无害化处理排入大气。对于有毒有害气体，如果无法排入火炬，则应经过无害化处理后再排
入大气。
5.6.3.1 返回工艺
有价值的液体样品一般是直接返回工艺流程，必要时需要泵送以提供传动压力。
5.6.3.2 就地排放
如果样品不能返回工艺，不含易燃、有毒、腐蚀性成分的液体样品可排入化学排水沟或污水沟送污
水处理厂处理，不能排入地表水排水沟里。
5.6.3.3 特殊废液的处置
分析过程中产生的含有毒、腐蚀性成分的废液应就地收集并交给有资质的单位处理。
具体要求如下：
a)
样品处理单元可安装在分析机柜或样品处理箱内，危险样品处理箱宜安装在分析小屋的外墙
上，非危险性样品处理箱(如水处理系统),可安装在分析小屋内。
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b)
样品处理箱宜采用不锈钢板制作，其保温、防尘、防水等性能同仪表保温箱、保护箱，在爆炸危
险场所，还应符合防爆要求。
c) 样品处理系统的配管和部件应能承受1.5倍最大操作压力而无泄漏或损坏。
d)
所有进出样品处理箱的管子宜通过穿板接头，压力表安装应采用压力表转换接头，压接接头宜
采用双卡套型。
注：当样品为易冷凝的气体时(如天然气中的凝析井气、油田气等),不宜采用穿板接头，以防穿板接头通过不锈钢
箱壁散热过快，造成样品冷凝。
e) 安全泄压阀应安装在样品处理系统入口处。
f)
过流阀和限流孔板用于限制进入分析仪器的危险气体流量(最高不超过分析仪器正常需要量
的3倍),应安装在分析机柜或分析小屋的入口处。
g)
对于易燃性气体和液体样品，不得采用电磁阀直接操作，以防爆炸，而应采用隔爆电磁阀为先
导阀的气动阀操作。
h)
玻璃浮子流量计仅能用于低危险场合，如清洁的非腐蚀性样品，低压低流速且温度接近于环境
温度的样品。高危险场合应采用不锈钢浮子流量计。样品处理系统宜有样品低流量报警
功能。
i) 样品处理系统宜设置分析仪器的检查取样点。
j) 样品处理箱内应有一个通大气的排气口。
k) 样品处理系统各部件的安装应注意其可维修性和可达性。
1)
样品系统的主要部件应设置标识，存在有毒、高温高压或会使人窒息的气体时，应设置警示
标识。
滞后时间按客户要求确定。如在流程工业中，样品传输滞后时间宜小于60 s。
样品处理系统一般应能承受不小于额定工作压力1.5倍的压力试验，15 min
内压力降不超过试验
压力的2%。
根据相关行业要求，系统集成商应给出系统的组成误差。
特殊性能特性及其补偿修正应符合 GB/T 19768—2005中3.3.5的规定。
注
： 特殊性能特性是指在样品处理过程中，样品组成或含量可能会发生变化，这些变化会影响到测量结果(如样品
除水除湿、浓缩富集带来的体积效应误差；样品稀释带来的稀释效应误差；将样品中的障碍组分或干扰组分转
换成不相干组分，或将待测组分转化为可测量组分带来的转换器误差等)。这种影响可以通过计算、补偿或适
当的校准得到修正，但样品处理系统的固有误差仍然存在。
仪器工作条件按表1规定。
GB/T 34042—2017
表 1 工作条件
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分析仪器应给出测量、显示、记录、控制或通信功能等要求。
在线分析仪器的主要性能指标通常包括：响应时间、线性误差、重复性、稳定性等。气体分析仪器参
见 GB/T 25923,液体分析仪器参见 ISO15839:2003 及 GB/T
20245.1—2006,环境监测分析仪器参见
HJ/T 76、HJ654、HJ 653 等，其他性能特性由相关产品标准规定。
原位式在线分析仪器，应在相关产品标准中对被测流体条件(温度、压力、流速和洁净、干燥、透光程
度等因素)的影响及其造成的测量误差做出规定。
按GB/T 34065—2017 执行。
必要时按以下要求执行。
a) 环境要求
应符合GB/T 11606 的规定。
b) 防爆要求
在爆炸危险环境使用的在线分析仪器应符合GB 50058—2014 及 GB 3836
系列标准的规定。
c) 防护要求
应符合GB/T 4208 的规定。
d) 电磁兼容性
应符合GB/T 18268.1 的规定。
GB/T 34042—2017
e) 可靠性
制造厂应给出仪器平均故障间隔时间(MTBF)。
按国家或行业相关标准执行。如石油化工行业见 SH/T 3174,环境保护行业见
HJ/T 76、
HJ/T 353、HJ/T 354、HJ 477 和 HJ/T 212等。
分析小屋的安全要求按GB/T 29812—2013执行。其他要求参见附录 E。
将样品处理系统、在线分析仪器、数据管理系统和辅助设施等进行系统集成，可对样品的组成成分
和物性参数进行自动连续测量，并对测量数据进行采集、处理、显示、存储和通信等。
制造厂应根据客户要求给出系统响应时间和测量误差等。
系统外观应符合下列要求：
a) 外观整齐、清洁，表面涂、镀层无明显剥落、擦伤、露底及污垢；
b) 所有铭牌及标志应耐久和清楚，内容符合相关法规、标准的要求；
c) 所有紧固件不得松动、各种调节件灵活，功能正常；
d) 所有部件表面不得锈蚀；
e) 系统可拆部分应能无障碍的拆装。
10.1.1 滞后时间
10.1.1.1 实测法
按 GB/T 19768—2005 附录 C 中规定的试验方法执行。
10.1.1.2 计算法
由于样品处理系统并非定型产品，各种系统的性能、构成差异较大，其滞后时间往往需要在系统设
计阶段确定，因而样品处理系统的滞后大多都是通过计算得出的。样品传输滞后时间计算方法有以下
两种。
a) 体积流量计算法
GB/T 34042—2017
用样品系统的总容积除以样品体积流量，即可得到样品传输时间。计算方法参见附录F。
b) 压差流速图解法
根据样品系统中两点之间的压力降，用图解法求得样品流速，用两点之间的距离除以样品流速，即
可得到样品传输时间。计算方法见GB/T 29814—2013。
10.1.1.1 验证。
10.1.2 密封性
泄漏测试时应将样品处理系统的全部出口关死。采用仪表空气或氮气由样品入口向系统充压至额
定工作压力1.5倍，封闭系统入口端，观察15 min
内压力降并计算。样品流路不止一个时，应分别检查
每个流路。
10.1.3 组成误差
在规定条件下用标准物质校准在线分析仪器后，在系统取样点处引入相同的标准物质，待在线分析
仪器的示值稳定以后，计算仪器的示值与已知浓度之差，即为组成误差。
10.1.4 特殊性能特性及其补偿修正
特殊性能特性及其补偿修正见GB/T 19768—2005 有关方法。
10.2.1 试验条件
除非另有规定，分析仪器试验在下列条件下进行：
a)
仪器的试验条件见表1。仪器应在正常工作条件范围内，且相对稳定的条件下进行下列试验；
若有争议，应在参比工作条件下进行；
b) 试验标准样品应采用有证的标准物质；
c)
试验用的参比方法或比对仪器应符合国家或行业标准规定，其测量准确度应优于受试仪器的
准确度；
d)
当能保证测量结果的正确性时，允许标准样品通过串联或并联对几台仪器同时进行试验；
e)
试验期间，不允许用外部方法调整仪器，除非能证明这种调整不影响试验结果。如果仪器有自
动调整功能则应说明。
10.2.2 性能特性
按GB/T 25924、GB/T 18403.1—2001、GB/T 20245.1—2006、GB/T 11606、HJ/T
76 及相关标准
执行。
10.2.3 安全性
按GB/T 34065—2017 进行试验。
除非另有规定，环境适应性、防爆性能、防护性能、电磁兼容性、可靠性等试验方法见如下相关标准：
a) 环境适应性
按 GB/T 11606 相关内容执行。
b) 防爆性能
GB/T 34042—2017
按GB 50058—2014 及 GB3836 系列标准执行。
c) 防护性能
按GB/T 4208相关内容执行。
d) 电磁兼容性
按GB/T 18268.1相关内容执行。
e) 可靠性
按JJF 1024—2006执行。
按GB/T 25844—2010 中"5试验方法"执行。
应符合GB/T 12519 的规定。
注：本标准在线分析仪器系统设计涉及的符号和图例参见附录G。
GB/T 34042—2017
(资料性附录)
取样探头典型图
A.1 直通式(敞开式)取样探头， 一般适用于颗粒物含量小于10 mg/m³
的气体、洁净的液体等无毒无 腐蚀性的样品，剖口呈45°角的杆式探头(见图
A.1), 开口背向流体流动方向安装，利用惯性分离原理，
将探头周围的颗粒物从流体中分离出来。
style="width:6.22662in;height:4.54652in" />
图 A.1 直通式(敞开式)取样探头
A.2
不停车带压插拔式取样探头，又称可拆探管式取样探头，可在工艺不停车的情况下，将取样管从带
压管道中取出来进行清洗。它是在直通式探头中增加一个密封接头和一个闸阀(或球阀)构成的，见图
A.2。
style="width:10.54653in;height:4.4in" />
图 A.2 可拆探管式取样探头
A.3 过滤式取样探头是指带有过滤器的探头， 一般适用于颗粒物含量大于10
mg/m³ 的气体样品。过
滤元件视样品温度分别采用烧结金属或陶瓷(\<800℃)、碳化硅(>800℃)。
过滤器装在探管头部(置于工艺管道或烟道内)的称为内置过滤器式探头，装在探管尾部(置于工艺
管道或烟道外)的称为外置过滤器式探头。内置过滤器式探头的缺点是不便于将过滤器取出清洗，只能
靠反吹方式进行吹洗，过滤器的孔径也不能过小，以防微尘频繁堵塞。
GB/T 34042—2017
普遍使用的是外置过滤器式探头(图 A.3),
这种探头可以很方便地将过滤器取出进行清洗。当用
于烟道气取样时，由于过滤器置于烟道之外，为防止高温烟气中的水分冷凝对滤芯造成堵塞(这种堵塞
是由于冷凝水与颗粒物结块造成的),对过滤部件应采用电加热或蒸气加热方式保温，使取样烟气温度
保持在其露点温度以上。这种探头广泛用于锅炉、加热炉、焚烧炉的烟道气取样。
style="width:7.54665in;height:4.70668in" />
图 A.3 外置过滤器式取样探头
GB/T 34042—2017
(资料性附录)
Tube 管和管接头
B.1 Pipe 管和 Tube 管的区别
Pipe管和 Tube
管是两种规格系列的管子，其管径尺寸、连接方式、表示方法和使用范围均不相同。
a) Pipe管是大管径的管子，管径一般在15 mm～1500 mm(1/2 in～60
in)之间。也有小于或大 于此范围的Pipe管，但使用量很少。而Tube
管是小管径的管子，管径一般在3 mm～12 mm (1/8 in～1/2 in)之间。
b)
Pipe管的连接方式有法兰连接、螺纹连接和焊接连接三种，大多数场合用法兰连接，低压场合
允许用螺纹连接。而 Tube
管的管壁很薄，不允许在上面套螺纹，经过退火处理后，采用卡套 方式连接。
c) Pipe管用公称直径 DN
表示管子的管径规格。公称直径既不等于管子的外径，也不等于管子
的内径，它是管路系统中所有组成件(包括管子、法兰、阀门、接头等)通用的一个尺寸数字，同
一公称直径的管子、法兰、阀门、接头之间可以相互连接，而不管其他尺寸(外径、内径、壁厚等)
是否相同。简而言之，采用公称直径后，使得管子和管件之间的连接得以简化和统一，这也就
是 Pipe管用DN 表示管径的原因所在。
Tube 管用外径 OD(outside diameter)表示管子的管径规格，如1/4 in OD Tube
表示外径为 1/4英寸的Tube 管。因为 Tube
管采用卡套方式连接，这种连接方式关心的是外径，外径相
同的管子和管件之间可以用卡套连接起来，这就是Tube 管用OD
表示管径的原因所在。
d) Pipe管的壁厚是标准的， 一般用壁厚系列号(英文缩写为
Sch.No.——Schedule Number)来表
示，Sch.No.也称为耐压级别号，从 Sch.No.5 到 Sch.No.160。
不同管径或材质的管子，各有其
标准壁厚系列。或者说，Sch.No.相同但管径或材质不同的管子，其实际壁厚并不相同。
Tube 管的壁厚用其实际厚度尺寸(英寸或 mm) 表示。
e) Pipe管应用十分广泛，工艺管道和公用工程管道均采用Pipe管。而 Tube
管仅用于仪表系统
的测量管路、气动信号管路和在线分析仪器的样品管路中。
B.2 常用 Tube 管的类型、规格和相关参数
常用的Tube
管有以下几种：按材质分，主要有316不锈钢和304不锈钢两种；按成型工艺分，有无
缝钢管(先热轧后冷拔而成)和焊接钢管(用带钢焊接而成)两种；按其外径和壁厚尺寸采用的计量单位
制分为英寸制 Tube 管米制 Tube 管两种。
常用Tube 管的外径和壁厚、最高允许工作压力及其温度降级系数见表 B.1～表
B.5。
GB/T 34042—2017
表 B.1 常用米制(公制)Tube 管的规格和最高允许工作压力
单位为巴
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|---|---|---|---|---|---|
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| 6 mm 8 mm 10 mm 12 mm 16 mm |
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表 B.2 米制(公制)Tube 管温度降级系数
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例如：12 mm 外径×1 .00壁厚无缝316SSTube 管，在室温下工作压力为245 bar(
见 表 B.1)。 如 果 在800 F(427℃) 温度下工作，其温度降级系数为0.80(见表
B.2), 则在该温度下的最大允许工作压力
为245 bar×0.80=196 bar。
表 B.3 常用英寸制 Tube 管的规格最高允许工作压力
单位为磅每平方英寸
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|---|---|---|---|---|---|
| 0.028 in | 0.035 in | 0.049 in | 0.065 in | 0.083 in | |
| 1/8 in 1/4 in 3/8 in 1/2 in |
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4. 800
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GB/T 34042—2017
表 B.4 常用英寸制 Tube 管的规格和最高允许工作压力
单位为磅每平方英寸
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|---|---|---|---|---|---|
| 0.028 in | 0.035 in | 0.049 in | 0.065 in | 0.083 in | |
| 1/8 in 1/4 in 3/8 in 1/2 in |
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表 B.5 英寸制 Tube 管温度降级系数
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例如：1/2"外径×0.049壁厚(约为12.7 mm 外径×1.25 mm 壁厚)的无缝316SS
Tube管，在室温 下工作压力为3500 psi(约为245 bar)。 如果在800 F(427℃)
温度下操作，其温度降级系数为0.80,在
该温度下，最大允许工作压力为3500 psi×0.80=2800 psi(约为196 bar)。
B.3 Tube 管使用的管接头
Tube 管使用的管接头的种类繁多，但可归纳为以下几个大类：
a) 中间接头(Union)—— 用于Tube 管和Tube
管之间的连接，或者说两边均采用卡套连接的接
头。主要有以下几种：直通中间接头(Union)、 三通中间接头(Union
Tee)、四通中间接头 (Union Cross)、弯通中间接头(Union
Elbow,有90°和45°弯通两种)、穿板接头(Bulkhead Union)。
b) 异径接头(Reducing Union)— 用于不同管径 Tube
管之间的连接，俗称大小头，也是一种中
GB/T 34042—2017
间接头。
c) 终端接头(Connector)——用于Tube
管和仪表、辅助设备等的连接。这种接头， 一边采用卡套 和Tube 管连接，
一边采用螺纹和仪表、辅助设备等连接，是 Tube 管终端处的连接件，所以称
为终端接头。主要有以下几种：直通终端接头(Connector)、
三通终端接头(Connector Tee)、 弯通终端接头(Connector
Elbow,有90°和45°弯通两种)、穿板接头(Bulkhead Connector)。
d) 压力表接头(Gauge Connector)——用于 Tube
管和压力表之间的连接，也是一种终端接头。 主要有直通(Gauge
Connector)和三通(Gauge Connector Tee)两种。
其他还有短管接头(Adapter)、管堵头(Plug)、管帽(Cap) 等。
如果从连接方式分，Tube 管使用的管接头有两种连接方式：
a) 卡套式连接
卡套式连接用于接头和Tube
管的连接，它是靠圆环形卡箍的压紧力实现连接和密封的，所以也叫
压接式连接。圆环形卡箍有单卡箍(单卡套，Single
Ferrule)和双卡箍(双卡套，Twin Ferrule)两种。
b) 螺纹式连接
螺纹式连接用于接头和仪表、辅助设备等的连接，常用的螺纹有以下两种：
1) 圆锥管螺纹— 有 NPT 螺纹(60°牙形角)和 BSPT
螺纹(55°牙形角)两种。圆锥管螺纹带有
一定的锥度(锥度角1°47'),越拧越紧，利用其本身的形变就可以起到密封作用，所以也叫"用
螺纹密封的管螺纹"。实际使用时， 一般要加密封剂，如 PTFE
带、化合管封剂等，以防出现 泄漏。
2) 圆柱管螺纹——有 Straight螺纹(60°牙形角)和 BSPP
螺纹(55°牙形角)两种。圆柱管螺纹不
带锥度，是一种直形的管螺纹，本身无密封作用，所以也叫"非螺纹密封的管螺纹"。连接时靠
垫圈(垫片)实现密封。
此外，在接头外表面上的螺纹叫阳螺纹，用 M(Male)
标注；在接头内表面上的螺纹叫阴螺纹，用 F(Female)
标注。顺时针旋转拧紧的螺纹叫右旋螺纹，反时针旋转拧紧的螺纹叫左旋螺纹，左旋螺纹在
其型号后标注 LH, 右旋螺纹不标注。
Tube 管接头使用的螺纹大多为 NPT
圆锥管螺纹，除一部分危险气体钢瓶采用左旋螺纹外，其他
场合一般均为右旋螺纹。
Tube
管使用的管接头种类繁多，管接头生产厂家的型号、规格编制方法又不一致，根据所需管接头
的尺寸、类型和连接方式，就可以按照产品样本方便地选择管接头。
style="width:2.52001in;height:0.66682in" />GB/T 34042—2017
(资料性附录)
样品处理系统伴热保温设计计算
C.1 电伴热带所需功率的计算
电伴热带所需功率是按单位长度的发热量(W/ft 、W/m)
计算的。可根据样品管道单位长度的散热
量来确定所需电伴热带的功率，散热量按式(C. 1) 计算：
… … … … … … … … … …(C. 1)
式中：
QE— 单位长度样品管道散热量(实际需要的伴热量),单位为瓦每米(W/m);
Tp— 要求的维持温度，单位为摄氏度(℃);
T。 最低设计环境温度，单位为摄氏度(℃);
D₂— 保温层外径，单位为米(m);
D₁—— 保温层内径，单位为米(m);
k — 保温层导热系数，可查表C. 1 按导热系数参考方程求取。
注1:管道阀门散热量按与其相连管道每米散热量的1.22倍计算。
注2:对于样品处理部件(如过滤器、流量计等)的电伴热，目前尚无散热量的计算公式，可参考管道散热量公式及相
关参数设计。
表 C.1 常用绝热材料及其制品的主要性能(SH/T 3126—2013)
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GB/T 34042—2017
表 C. 1 ( 续 )
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C.2 蒸气伴热系统蒸气用量的计算
蒸气用量的计算方法如下。
a) 计算蒸气伴热系统的总热量损失 Qs, 见 式(C.2)。
style="width:2.7in;height:0.67342in" /> … … … … … … … … … …(C.2)
式 中 ：
Qs— 伴热系统的总热量损失，单位为千焦每小时(kJ/h);
q 。—— 样品伴热管道的散热量，单位为千焦每米小时[kJ/(m ·h)], 可 查 表
C. 1 按导热系数
参考方程求取k 并进行换算，换算关系为1 W/m=3.6 kJ/(m ·h);
L;—— 第 i 个样品伴热管道的保温长度，单位为米(m);
Q— 第 i 个样品处理箱的热损失，单位为千焦每小时(kJ/h),
可参见本部分样品处理箱加
热功率计算；
i —— 伴热系统的数量，i=1,2,3 …,n。
b) 计算蒸气用量Ws, 见 式(C.3)。
style="width:1.41332in;height:0.60016in" /> … … … … … … … … … …(C.3)
式 中 ：
Ws— 伴热用蒸气用量，单位为千克每小时(kg/h);
H - 蒸气冷凝潜热，单位为千焦每千克(kJ/kg), 可 查 表C.2 获 得 ；
K — 蒸气余量系数。
在实际计算中，应考虑下列诸多因素，取 K=2 作为确定蒸气总用量的依据。
— — 蒸气管网压力波动；
— 绝热层多年使用后绝热效果的降低；
— — 确定允许压力损失时误差；
GB/T 34042—2017
— — 管件的热损失；
— — 疏水器可能引起的蒸气泄漏。
表 C.2 饱和蒸气主要物理性质(SH/T 3126—2013)
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表 C.3 不同大气温度下的绝热层厚度(SH/T 3126—2013)
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C.3 样品处理箱电加热功率和蒸气用量计算
样品处理箱的伴热保温可采用电加热器+温控器的方案，也可采用蒸气加热器+温控阀的方案。
a) 电加热功率的计算
1) 计算样品处理箱的散热量，计算式见式(C.4):
style="width:2.06673in;height:0.56672in" /> ………… …………… (C.4)
式 中 ：
Q — 样品处理箱的散热量，单位为瓦(W);
k — 保温材料导热系数，单位为瓦每米摄氏度[W/(m · ℃)], 可 查 表 C. 1
按导热系数
参考方程求取；
0 保温绝热层厚度，单位为米(m);
△t — 最低环境温度和样品处理箱内设定温度之差，单位为摄氏度(℃);
S - 样品处理箱的散热面积(6个外表面的面积之和),单位为平方米(m²)。
2)
计算其他因素造成的热量损失。如现场平均风速对散热的影响，与箱体连接的金属支架
热传导损失的热量，箱门密封不严、箱体缝隙等损失的热量，保温层多年使用后隔热效果
的降低等因素。
3) 计算电加热系统起动时将箱内温度升至设定温度所需的热量。
4) 计算系统运行中样品处理部件吸收并由流动的样品带走的热量。
对于样品处理箱来说，上述2)～4)步很难加以计算，也没有必要进行计算，
一般是根据经验将
GB/T 34042—2017
计算所得样品处理箱的散热量乘上一个箱体散热系数，作为所需要的电加热最大功率。通常
箱体散热系数取200%,也可取得稍大一些。
b) 蒸气用量的计算
可按式(C.5) 计算：
style="width:1.79344in;height:0.60016in" /> ……………… ……… (C.5)
式中：
W— 伴热用蒸气用量，单位为千克每小时(kg/h);
A — 箱体散热系数，通常取200%;
K— 蒸气余量系数， 一般取2;
Q— 样品处理箱的散热量，单位为瓦(W);
H—— 蒸气冷凝潜热，单位为千焦每千克(kJ/kg), 可查表 C.2 获得。
散热量与蒸气用量之间的单位换算关系推导如下：
style="width:5.72001in;height:0.63338in" />
C.4 计算示例
一样品处理箱的外形尺寸为600 mm×600 mm×400 mm(H×W×D),箱体材料为2 mm
厚的不
锈钢板或碳钢板，内有1 inch(25
mm)厚的保温层，保温材料为聚苯乙烯泡沫塑料。现场最低环境温度
为-25℃,样品处理箱内应维持的温度为50℃,采用电加热器+温控器的方案，试计算电加热器的最
大功率。如采用蒸气加热器+温控阀的方案，求蒸气用量。
a) 电加热功率的计算
1) 计算样品处理箱的散热面积
S=(600 mm×600 mm×2)+(600 mm×400 mm×4)=0.72 m²+0.96 m²=1.68 m²
2) 确定其他计算所需参数
查表 C. 1 按导热系数参考方程求取聚苯乙烯泡沫塑料在50℃下的导热系数k
k=k 。+0.000093(tm—20)=0.041+0.000093(50—20)=0.044 W/(m · ℃)。
保温层厚度δ为25 mm=0.025 m。
环境最低温度和样品处理箱内设定温度之差△t 为 5 0 ℃ - ( - 2 5 ℃ ) = 7 5
℃ 。
3) 将上述数据带入式(C.4) 计算箱体散热量
style="width:5.95334in;height:0.60016in" />
4) 将计算所得散热量乘以箱体散热系数200%,得444 W。
所以该样品处理箱的电加热功率应为444 W。
b) 蒸气用量的计算
根据最低环境温度查表C.3, 需采用0.6 MPa(A) 的低压蒸气伴热，查表 C.2
得其冷凝潜热为
498.6×4. 1868 kJ/kg。箱体散热量为222 W, 将上述数据带入式(C.5)
计算蒸气用量：
style="width:8.11337in;height:0.61336in" />
所以该样品处理箱的加热蒸气用量约为1.53 kg/h。
GB/T 34042—2017
(资料性附录)
气体样品与所接触材料的相容性
表 D.1 气体样品与所接触材料的相容性
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GB/T 34042—2017
(资料性附录)
分析小屋的设计要求和制造、组装要点
E.1 一般原则
E.1.1 分析小屋应独立设置。分析小屋的位置应靠近关键采样点。
E.1.2
分析小屋宜设置在非爆炸危险场所或2区爆炸危险场所，尽可能避免设置在1区爆炸危险
场所。
E.1.3
样品为可燃性气体时，分析小屋内部应按1区爆炸危险场所对待，如果分析小屋内部通风良好，
可降低其危险区域等级，按2区爆炸危险场所对待。
注： 根据 GB 50058—2014
的规定，"当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；当通风不良时应提高爆炸危险区域
等级","对于封闭区域、每平方米地板面积每分钟至少提供0.3 m³
的空气或至少1 h 换气6次，则可认为是良
好通风场所。这种通风速率可由自然通风或机械通风来实现。"
E.1.4
当设置在爆炸危险场所时，应采取相应的防爆措施，在线分析仪器和电气设备的选型、安装和
使用应按 GB 50058—2014 及 GB 3836 系列标准执行。
E.1.5
分析小屋的防爆等级按安装在其中仪器和电气设备防爆等级最低的设备确定。
E.1.6 分析小屋的安放位置应避开连续性振动源、持续性强电磁干扰源。
E.1.7
为了保证在线分析仪器的正常运行，应为分析小屋配备完善的环境防护设施和公用工程设施。
E.2 机械结构
E.2.1
金属结构的分析小屋属于非标产品，其大小可根据分析仪器的数量、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：
a) 长度：室外主体2500 mm～6500 mm。 如果长度超过6500 mm,
可采用组合式结构，分体制
作，运输到现场后再组合成一体。
b) 宽度：室外主体2500 mm, 最宽不应超过3000 mm。
c) 高度：室外主体2500 mm～2700 mm,室内净高2300 mm～2500 mm。
E.2.2
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。
E.2.3
内外墙面和内外顶面板采用不锈钢板或镀锌钢板制作，内外墙和内外顶之间填充阻燃型保温材
料(宜选用聚苯乙烯、硅酸铝、聚氨酯等。不应采用石棉制品),保温层厚度一般为70
mm～75 mm,严
寒或酷热地区应加厚至80 mm～85 mm。
E.2.4
地板应为防滑金属板，可使用花纹不锈钢板，必要时可加一层防静电塑胶板。
E.2.5 小屋的门应是外开型的，门的标准尺寸为：宽度900 mm, 高度2000
mm 。小屋长度超过
4000 mm(小屋面积超过10 m²)
时应设两个门：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；门应安装"紧急逃生锁",以便一旦锁上，能从里面打开。
E.2.6
门上需要安装抗碎安全玻璃，在爆炸性危险场所，则应采用防爆安全玻璃。
抗碎安全玻璃应当是叠层玻璃，由2层～3层玻璃(可用5 mm
厚普通玻璃)用聚酯胶乳粘接在一
起制成，当受到强烈冲击破碎时，其尖利碎片被胶乳粘连不会飞出。用于爆炸性危险场所时，夹层间还
应加金属丝网，这种金属丝网夹层玻璃才可称为防爆安全玻璃。防爆场所的观察窗应采用防爆安全玻
GB/T 34042—2017
璃，不得采用单层钢化玻璃替代。
E.2.7
屋顶应倾斜避免积水，斜面角度应不小于5面，在最高点应设置排气口以防止气体积聚。考虑
到安装设备和人员上下增加的负荷，屋顶承重能力应≥250 kg/m²(2
个人的重量)且不发生永久性
形变。
E.2.8
分析小屋喷涂颜色宜采用：天花板涂白色亮光漆，内墙板涂白色亚光漆，地板为灰色，门内外侧
为桔黄色，不锈钢外墙板宜为本色，镀锌钢板外墙板涂白色或灰色漆。
E.2.9 分析小屋应安放在混凝土基座上，基座至少比周围地面高0.1 m,
并向室外适当倾斜，以便液体
排放和清洗。
E.3 电气和照明
E.3.1
总电源接线箱和信号接线箱应安装在分析小屋外墙上。电源分配箱宜安装在分析小屋内。
E.3.2
总电源开关应安装在分析小屋外，以便小屋内出现危险情况时可从外部切断电源。
E.3.3
分析小屋内外电气配线宜采用铝合金或不锈钢槽板敷设，不同电压等级的电缆应分开敷设、本
安电缆和非本安电缆应分开敷设。
E.3.4
每台分析仪器应有独立的电源供电回路。配电箱内应该留有20%的备用回路。
E.3.5 在线分析仪器供电可由 UPS 电源配电箱提供220 V AC
。照明及电伴热等供电宜采用220 V
AC 配电箱提供。采暖通风和空调系统宜采用380 V AC 配电箱提供。
E.3.6
正常照明宜采用双管荧光灯。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。 开关设在分析小屋外主门旁。
E.3.7 分析小屋内正常照度应高于300 lx, 事故照度应高于501x。
E.3.8 室外安装的电气设备防护等级不宜低于 GB/T4208 规定 IP65,
非电气设备的防护等级不宜低
于 IP55。
E.3.9
分析小屋应设置防雷、防静电及保护接地，分析小屋本体应就近与电气接地网连接并符合相应
规范。
E.4 采暖、通风和空调系统
E.4.1
分析小屋内应通风良好，温度保持在10℃~30℃之间，相对湿度低于70%。
E.4.2
通风良好的定义是：分析小屋内的空气清洁、干燥，含氧量在18%以上，不含有毒气体，可能存在
的可燃气体或蒸气会很快稀释到爆炸下限的25%以下。
E.4.3
分析小屋位于非爆炸危险场所或2区爆炸危险场所时，可通过设置通风机、暖气、空调器达到
E.4.1条的要求。采暖、通风和空调的控制和联锁应由安装在分析小屋内的可编程序控制器实现。
E.4.4
分析小屋位于1区爆炸危险场所时，应设置正压通风系统，通风量应达到每平方米地板面积每
分钟至少提供0.3m³ 的空气或至少1 h 换气6次，小屋内正压应维持在25 Pa
以上。
E.4.5
正压通风系统的引风口最好设在非爆炸危险区域，当因条件限制不能达到此要求时，可以使用
2区的空气，此时在小屋进气口处应设置可燃气体检测器加以监视，当检测值接近20%LEL
时停止
通风。
E.4.6
考虑到寒冷冬季与炎热夏季正压通风与室温控制的矛盾，分析小屋的正压通风宜采用
HVAC 系统(Heating Ventilating and Air Conditioning
System),即加热、通风和空气调节系统，实际上是具有
正压通风和冷暖空调功能的一套设备。
E.4.7
在严寒地区，可在分析小屋内设置与其隔离开的单独房间——样品处理室，将样品处理部件和
气瓶安装在其中，以加强保温效果。
GB/T 34042—2017
E.5 安全措施
E.5.1 分析小屋的安全应符合GB/T 29812—2013 的规定。
E.5.2
当分析小屋内可能积聚可燃或有毒气体时，应设置可燃或有毒气体检测报警器，当可燃气体浓
度达到25%LEL、
有毒气体浓度达到100%最高容许浓度时，发出报警信号。可燃气体和有毒气体检测
报警系统的设计应符合 GB 50493 的规定。
E.5.3
当分析小屋内存在潜在的低氧危险时(例如通风不良、用氮气代替仪表空气作为吹扫气体或驱
动气体),应设置低氧检测报警器，氧气含量降低到18%时，发出报警信号。
E.5.4
应在分析小屋内设置紧急报警按钮，以防维护人员遇到不测事故时向控制室或监护人员报警。
E.5.5
应在分析小屋内设置火灾报警器(烟雾传感器和温度传感器),报警信号接入全厂火灾报警系
统，同时接入小屋就地报警系统，符合GB 50160 的规定。
E.5.6 应在分析小屋外部主门旁设置声光报警器件——
警笛和警灯(旋转闪光型)。
E.5.7
在分析小屋适当位置设置防爆报警控制箱内装小型可编程序报警器(PLC),
面板上设有各种指
示灯、报警灯和按钮。其作用是对安全检测报警系统进行控制，实现就地报警(小屋室内和室外)、控制
室报警和联锁功能(如启动风机)。
E.5.8
输送可燃、有毒介质的管道、快速回路、旁通回路、样品处理器箱应安装在分析小屋外，盛装可
燃、有毒介质的气瓶应放置在分析小屋外。
E.5.9
进入分析小屋的气体和液体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。
E.5.10
应在输送危险介质进入分析小屋的管线入口处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。
E.5.11
应在排放或回收危险介质的管线上，加装止逆阀(单向阀),以防危险介质回流。
E.5.12 分析有毒介质的在线分析仪器应设置吹扫系统并设有明显标志。
E.5.13
小屋内含有毒气、酸碱性物质时，应配备容易使用的洗眼器和洗手池。
E.6 分析仪器系统的安装
E.6.1
分析仪器宜布置在分析小屋内的长边两侧。两台相邻分析仪器之间应有不小于400
mm 的 维
修通道。分析小屋典型布置图见图 E.1～ 图 E.4。
E.6.2
在线分析仪器的安装方式有壁挂式、落地式、架装或保护箱安装等，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、可靠地满足分析仪器的安装要求。
E.6.3
安装位置及其附近应无振动源、过热源和电磁干扰源，否则要采取防震、隔热和抗电磁干扰
措施。
E.6.4
气路管线的配管和管路敷设应按布局合理、横平竖直、整齐美观、配件统一、操作和维修方便的
要求组配安装。
E.6.5 分析后样品经集气管(管径一般为1 in) 缓冲后放空。
E.6.6
快速回路和旁通样品汇总后排火炬，当与火炬距离较远，难以送火炬排放时，可加装一个缓冲
罐，通入氮气或空气将其稀释到10%LEL 以下就地排空，排放高度应高出地面4 m
以上。
E.6.7 仪表空气外部供气管线一般采用1/2 in
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。
E.6.8
如果用气仪表较多，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
in),防止压力波动影响分析仪器正常运行。如果小屋用气设备较多，应加设储气罐，储
GB/T 34042—2017
气罐一般应装在小屋外。
E.6.9
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。
E.6.10 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。
E.6.11 小屋内部加热用的低压蒸气或热水管线，可选用3/4 in
镀锌钢管。进入小屋前应装截止阀和
减压/稳压阀，与外部供气管线的连接采用法兰连接方式，进入分析小屋后加热管线的连接应采用焊接
而不能用法兰或螺纹连接。
E.6.12 电源线采用阻燃型铜芯绝缘电线，线芯截面积为：分析仪器供电≥2.5
mm², 公用设备供电
>3.5 mm²。
E.6.13
信号线优先采用铜芯多股绞合聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护套、阻燃型多芯软电缆，其屏蔽方式为
铜带绕包对屏，铜线编织总屏。线芯截面积一般为：4 mA～20 mA 信号线≥0.75
mm², 接点信号线
≥1.0 mm²。
E.6.14
电源线和信号线应分别进线，分开敷设。本安和非本安信号线也应分别进线，分开敷设。在分
析小屋内，电源线应穿保护管敷设。信号线可穿管敷设，也可采用桥架和汇线槽方式敷设。
E.6.15
如果仪器安装在气候潮湿多雷雨的地方，应在仪器供电线路中加装过压保护器(浪涌保护器)。
450[
防爆防腐荧光灯
载气
H2
我气
H2
载气
N2
敬气
N2
标气
样品处理箱
标气
样品处理箱
样品处理箱
排火炬总管
仪表空气总管
就地放空出口
气路进线盘
可燃气休检测器
色谱分析仪
AT-2101A
色谱分析仪
AT-4001A
有毒气体
检测器
色谱分析仪
AT-4001B
有毒气体
检测器
可燃气体检测器
可憋气体检测器
①
撼烟感温探测器
感烟感温探测器
②
防爆报警灯、笛
暖 气
插座
公用电源分配箱
(1CPD)
仪表电派分配辅
(2CPB)
灯、风扇开关
报警控制箱
(3CPB)
」 
低压蒸汽出入总管(3/1*)
style="width:0.2134in;height:0.21995in" />
2SJB
接点信号
接线箱
防爆防腐荧光灯
图 E.1 分析小屋典型平面布置图
class="anchor">
style="width:10.24672in;height:4.7801in" />
1面
style="width:7.8265in;height:4.85326in" />
style="width:4.88664in;height:4.79332in" />
style="width:4.88664in;height:4.83344in" />
4面
图 E.2 分析小屋外墙面典型布置图1
S&
2700
1400
500
热汽出入总管法兰ANN3CC#.R
300
2200
400
@
1600
2200
排液总管法兰1-1/2° ANST300# RF
议表空气总管法兰1" ANS1300# RF
就地放空管1-1/2*
排穴炬总查法兰11/2" ANN/300# RI
∠LOZ—Z+0t8L/a9
style="width:5.3067in;height:5.25338in" />
GB/T 34042—2017
style="width:5.2801in;height:5.23996in" />
农 学P 财件兰
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009 |
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图 E . 4分析小屋内墙面典型布置图 |
|---|
物 山 于
style="height:0.1001in" />
style="width:1.09331in;height:0.50688in" />
面： |
202209 |
|---|
* 四
style="width:0.61997in;height:0.10329in" />
长
华
style="height:0.1265in" />
style="width:1.70659in;height:0.94006in" />
style="width:1.44668in;height:1.01332in" />GB/T 34042—2017
(资料性附录)
样品传输滞后时间计算：体积流量计算法
F. 1 基本计算公式
样品传输滞后时间基本计算公式见式(F.1):
style="width:0.92669in;height:0.60016in" /> … … … … … … … … … …(F. 1)
式中：
T,— 总的样品传输滞后时间，单位为秒(s);
V — 样品系统总容积，单位为升(L);
F ——样品流量，单位为升每秒(L/s)。
V 由样品管线容积和样品处理部件容积两部分组成，见式(F.2):
style="width:3.73336in;height:0.68002in" />
…… ………………… (F.2)
式中：
d — 样品传输管线内径，单位为毫米(mm);
L --样品传输管线长度，单位为毫米(mm);
V;—— 样品处理部件容积，单位为升(L),i=1,2, … …n。
则
style="width:3.79331in;height:0.69344in" />
… …………………… (F.3)
由式(F.3) 可知：
式中：
style="width:7.74662in;height:1.03238in" />
… … … …(F.4)
,为样品通过传送管线的时间，单位为秒(s);
,为样品通过处理部件的时间，单位为秒(s)。
GB/T 34042—2017
style="width:10.23333in;height:5.43403in" />
style="width:0.32002in;height:0.36674in" />
图 F. 1 样品处理系统示意图
F.2 对基本公式的修正
F.2. 1 样品通过处理部件的时间 T₂
样品处理部件包括阀门、过滤器、气液分离器、旋风分离器、样品冷却器等。样品在这些部件中的传
送，并非是一个纯容积滞后过程，还存在一个浓度变化滞后问题，这是由于样品组成发生变化时，新进入
的样品与滞留在部件中的老样品混合平均所造成的，新样品将混合样品逐步置换完毕需要一段时间，这
段时间远比
见式(F.5):
style="width:1.46666in;height:1.02556in" />
要长。可以把样品处理部件看成是一个阻容环节，即一阶滞后环节，其表达式
y=C(1-eT) … … … … … … … … … …(F.5)
式中：
C—— 样品组成发生阶跃变化后的浓度；
—
——
-
处理部件出口浓度；
时间常数，即y=63.2%C
浓度变化滞后时间。
时的时间，通常令
style="width:1.28667in;height:1.01332in" />
,即取纯容积滞后时间为 T;
由(F.5) 式可求得
当 t=T 时 y=63.2%C
当 t=2T 时 y=86.5%C
当 t=3T 时 y=95%C
当 t=4T 时 y=98.2%C
当 t=5T 时 y=99.3%C
可见当t=5T 时，浓度置换才接近全部完成，通常取t=3T,
即出口浓度变化到95%C 时，即认为
样品已通过该部件(见图 F.2)。
GB/T 34042—2017
style="width:4.22676in;height:2.61998in" />
style="width:5.1599in;height:2.68004in" />
图 F.2 样品浓度阶跃变化时的 一 阶滞后效应
由此可见，样品处理部件的传送滞后时间是相当大的，其容积越大，滞后时间越长，例如一个0.5
L 的气液分离罐，其容积仅相当于40 m
长φ6×1的管子，但其传送滞后时间则相当于样品通过40×3= 120m
长管子所需时间。因此，在设计样品系统时，应尽可能减少处理部件用量，尽可能采用小容积的
部件。
对基本公式中
style="width:1.45329in;height:1.00554in" />
项作如下修正，见式(F.6):
style="width:1.95329in;height:1.02652in" />
… … … … … … … … … …(F.6)
F.2.2 样品通过传送管线的时间 T
样品传输管线由管子和接头组成，与 Tube
管等内径的球阀、闸阀等也可以包括在内。这里还存在
着一个死体积问题。所谓死体积是指只有一端与流动系统相连通的体积，所有管接头和等内径阀门都
有死体积，管线的死端更是明显的死体积。死体积和样品处理部件一样，也存在一个浓度变化滞后问
题，两者不同之处是：处理部件通过均匀混合逐步完成样品置换，而死体积与流动样品通过扩散和湍流
发生交换，最后为新样品填满，死体积也可看作一阶阻容环节，只是置换速度较样品处理部件还要缓慢，
但由于体积很小，其影响也较小。实际计算时，可根据样品管线死体积数量的多少，用一个经验系数对
传输时间加以修正：
style="width:3.47329in;height:0.94666in" />
… … … … … … … …(F.7)
F.2.3 修正后的基本公式
将 式(F.6) 、 式 (F.7) 代入式(F.4) 可 得 式(F.8):
style="width:6.21341in;height:0.9999in" />
3
……
… …… (5.8)
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F.3 样品状态变化对计算的影响
由以上的讨论可知，样品传输滞后时间与样品系统的内部容积有关，与样品浓度的动态更新有关。
除此之外，还与样品物理状态的变化有关，尤其是气体样品减压和液体样品气化传送带来的影响更为显
著，下面分别加以讨论。
a) 液体样品
液体属于不可压缩性流体，压力的变化对液体体积的影响甚小，对于样品系统的计算来说，可以忽
略不计。温度的变化对于液体体积的影响由式(F.9) 给出：
V,=V₂o[1+μ(t-20)] ………………… …… (F.9)
式中：
V.— 温度t℃ 时液体的体积，单位为升(L);
V²o—— 温度20℃时液体的体积，单位为升(L);
μ — 液体的体积膨胀系数，1/℃;
t — 液体温度，单位为摄氏度(℃)。
设V₁ 为取样探头至减温器之间样品系统的体积，V。为液体减温后的体积，ti
为取样点处样品温
度，t₂ 为减温后的温度，则
由式(F. 10) 、式(F. 11) 可得：
V₁=V₂o[1+μ(t₁-20)]
V₂=V₂o[1+μ(t₂-20)]
style="width:3.14006in;height:0.68002in" />
… … … … … … … … … …(F. 10)
… … … … … … … … … …(F. 11)
…… …… ………… (F.12)
对于水，μ=1.8×10-4/℃,即每1℃变化不足万分之二。对于液态碳氢化合物，如 C
。～Cs,μ= (1.0～1.3)×10-3/℃,即每1℃变化千分之1.0～1.3。由于式(F. 12) 中
V₁ 的体积较小，当温度变化不
大时(几十摄氏度之内),其影响可忽略不计，当温度变化超过100℃以上时，对于液态碳氢化合物，可按
式(F. 12) 计算出V₂, 折算成取样探头至减温器之间样品系统的体积。
b) 气体样品
1)
干气体的体积与压力、温度之间的关系可由理想气体状态方程求出式(F.13):
style="width:1.59992in;height:0.66in" />
style="width:1.97327in;height:0.68002in" /> …………… ………… (F.13)
式中：
pi 、p₂— 分别为样品减压前、后的绝对压力，单位为兆帕(安)[MPa(A)];
Ti 、T₂— 分别为样品减温前、后的绝对温度，单位为开尔文(K);
Vi 、V₂— 分别为样品减压减温前、后的体积，单位为升(L)。
2) 式(F. 13)
仅适用于常温常压下的一般干气体，对于一些较易液化的气体，如 CO₂ 、SO₂、
NH₃ 、C₃ 、C₄
等在一般温度和压力下，与理想气体状态方程的偏差就较明显。另外一些气
体在高压、低温及接近液态时，应用理想气体状态方程会带来较大偏差。因此，对于上述
气体在应用式(F. 13) 时，应增加一个气体压缩系数 Z 来加以修正：
style="width:2.32004in;height:0.68662in" /> … … … … … … … … … …(F. 14)
GB/T 34042—2017
式中：
Z₁ 、Z₂— 分别为减温减压前后的气体压缩系数。
气体压缩系数 Z
不仅与该气体所处工况有关，而且与该气体的临界温度、临界压力有关，即
Z=f(T,p,T 。,pc) …… ………………… (F,15)
式中：
Z — 气 体 在 T 、p 条件下的压缩系数；
T、p — 气体工作状态下的绝对温度和绝对压力；
T. 、pe— 气体的临界绝对温度和临界绝对压力。
3)
湿气体是干气体与水蒸气的混合物，其特点是气体中的水蒸气在一定条件下将发生状态
变化，即水蒸汽凝聚为液体，或者发生相反的蒸发过程，其体积与压力、温度的关系式可由
式(F. 16) 给出：
style="width:3.30007in;height:0.6666in" /> … … … … … … … … … …(F. 16)
式中：
Psi 、Ps— 分别为减温减压前、后水蒸气的分压力(绝对压力),ps=4 Dsmax;
φ — - 在 p、T 条件下的相对湿度；
Psmax — 在 p 、T 条件下水蒸气的最大分压力(绝对压力)。
4) 以上讨论了气体样品的体积与压力、温度的关系，在实际计算时，V₁
代表取样探头至减压 阀、减温器之间的样品系统实际容积，V₂
代表压力、温度变化后样品的实际体积，用V₂ 取
代Vi, 作为取样探头至减压减温环节之间的等效容积即可。
注意上述公式中的p 、T 为绝对压力和绝对温度，工程上给出的p 、T
一般为表压力和摄氏温度，其
换算关系如下：
绝压 A= 表 压G+101325 Pa
101325 Pa～100 kPa=0. 1 MPa=1 bar
绝对温度 K= 摄氏温度 t℃+273. 15℃≈(t+273)℃
c) 需气化传输的液体样品
C; 液体样品取出后，需就近在取样点处加以气化，然后以气体状态传送。 C,
样品有时也呈液态，
也需气化后传送。 Cs 可气化传输，也可液相传送，C。
以上样品一般采用液相传送。
C3、C₄ 可以用蒸气或电加热的减压阀减压气化，C,
则需采用蒸气或电加热的气化器加热气化。上
述液体气化后，体积膨胀200倍～300倍，对传送滞后时间的影响较大，计算步骤为：
1) 计算样品气化前的体积V₁
V, 为取样探头、到气化室的连接管线和气化室内气化前的体积。
style="width:3.71322in;height:0.57992in" /> … … … … … … … … … …(F. 17)
式中：
d — 取样探头和连接管线的内径， 一般采用φ3 mm×0.7 mm Tube 管，外套φ6 mm
Tube 加强管(或采用1/8 in×0.028 in ODTube,外套1/4 in ODTube 加强管);
L₁— 取样探头长度， 一般\<500 mm;
L,—— 连接管长度， 一般500 mm～1000 mm;
V — 气化室内毛细管长度，可忽略不计或折入连接管长度L2 中 。
2) 计算气化后的体积V₂
在标准状态(0℃,101325 PaA) 下 ：
style="width:2.84663in;height:0.61336in" />
………
… … … … … ( 上 . 1 8 )
GB/T 34042—2017
式中：
22.4L/mol—— 标准状态下，1摩尔质量气体的体积；
p —— 液体样品密度，单位为千克每立方米或克每升[kg/m³(g/L)];
M — 摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)。
由于样品中往往含有多种组分，所以：
style="width:5.05339in;height:0.70004in" /> ……… ……… (F.19)
式中：
M. 各组分的摩尔质量；
C;— 各组分的质量百分浓度。
由于样品组成不断变化，此处 C, 取正常工况下的浓度。为简化计算，式(E.
19) 中可取若干主要组
分进行计算(微量、痕量组分可舍弃)。
V²/V: 为标准状况下液体样品的体积膨胀倍数，C₃ 约为260倍～280倍，C,
约为240倍～260倍，
Cs 约为195倍～215倍。
由于液体气化后并非处于标准状态，因而需要对22.4 L/mol
加以修正。设气化后温度为40 ℃(一
般伴热保温至40℃左右传送)。则：
style="width:5.00005in;height:0.62656in" /> …… ………… (F.20)
气化后压力约1 barG, 传输至快速回路分叉点时， 一般为0.5 barG,
进色谱仪前约0.3 barG, 按
0.5 barG=1.5 barA 计算：
25.68 L/mol÷1.5=17. 12 L/mol … … … … … … … … … …(F.21)
则式(F. 18) 经修正后可写为：
style="width:2.98666in;height:0.62018in" /> … … … … … … … … … …(F.22)
3) V₁
代表取样探头至气化器之间样品系统实际容积，V。代表液体样品气化后的体积，用
V₂ 取 代V₁ 作为探头至气化环节的等效容积即可。
F.4 带快速回路的样品传输滞后时间计算公式
为了缩短传送滞后，样品系统中一般均含有快速回路，其构成形式有两种，
一种是利用工艺管线上
的压差，在其上下游之间并联一条管线，称为返回到工艺装置的快速循环回路(Fast
Circulating Loop), 样品从回路上的某一点取出，如图 F.3
所示。另一种是样品从工艺管线取出直接引往分析仪器，在进入
分析仪器预处理系统前引出一条支路，称为通往废料的快速旁通回路(Fast
By-pass Loop),旁通回路的
样品一般作为废气、废液处理，也有的增压后返回工艺装置。如图 F.4 所示。
style="width:5.77335in;height:2.99992in" />
图 F.3 带快速循环回路的样品系统
style="width:6.63994in;height:2.77354in" />
图 F.4 带快速旁通回路的样品系统
GB/T 34042—2017
带快速回路的样品系统滞后时间计算见式(F.23):
style="width:3.98006in;height:0.68684in" /> … ……… ………… (F.23)
式中：
T, — 总的样品传输时间；
TAB ——AB 段(从取样探头至旁通过滤器)的传送时间；
Tnc ——BC 段(从旁通过滤器到分析仪器)的传送时间；
Vi 、F₁+F₂— AB 段的容积和流量；
V² 、F₂ — BC 段的容积和流量。
style="width:4.72661in;height:1.01992in" /> …… …… …… (F.24)
style="width:4.01326in;height:0.9867in" /> … … … … … … … … … …(F.25)
可按式(F.24) 和式(F.25) 分别计算 AB 段 和 BC 段的传送时间 T 和 T,
然后由 T,=T +T
得出样品系统总的传送时间。
F.5 计算示例
示例1
采用过程气相色谱仪对氨合成塔循环气进行在线分析，工艺数据见表 F. 1:
表 F.1 样品组成和正常含量
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|---|---|
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样品相态：气相
取样点压力(正常):11.6 MPaG
取样点温度(正常):66℃
工艺管道尺寸：16 in(DN 400)
取样和样品处理系统流路图见图F.5。
GB/T 34042—2017
style="width:10.69332in;height:4.9401in" />排大气
A B C
图 F.5 样品传输滞后时间计算示例流路图
图 中 ：
L₁— 取样探头，长300 mm,46×1 mm Tube;
L₂— 取样探头至减压阀连接管线，长700 mm,φ6×1 mm Tube;
L₃— 减压阀至旁通过滤器连接管线，长50 m,φ6×1 mm Tube;
L₄— 旁通过滤器至色谱仪连接管线，长500 mm,3×0.7 mm Tube。
以 上Li～L₄ 管线长度包括 Tube
管和管接头、阀门、过滤器(均为等径)长度之和。要求 T\<60
s,计算样品传输滞
后时间 T 步骤如下：
a) 计 算 L₁+L₂ 的 容 积V; (样品减压前体积)
style="width:6.65347in;height:0.52668in" />
= 12560 mm³=0.01256L
b) 计 算 V₁ 体积的高压样品减压后的体积V₂
设样品减压后传送至旁通过滤器时的压力为0.5 barG, 温度为常温20℃。
style="width:6.72002in;height:0.58652in" />
=0.01256L×67.42=0.8468L
c) 计 算 L, 的 容 积V:
style="width:8.24002in;height:0.50688in" />
d) 计 算V₂+V₃ 并乘以经验系数1 . 2
(V₂+V₃)×1.2=(0.8468L+0.628L)×1.2=1.77 L
e) 将 快 速 旁 通 回 路 流 量 设 定 为 F₁=2L/min, 分 析 回 路 流 量
为 F₂=0. 1L/min ( 色 谱 仪 需 要 的 样 品 流 量 为
100 mL/min),则样品传输至旁通过滤器所需时间 TA 为 ：
style="width:5.84666in;height:0.56012in" />
f) 计 算 L, 容 积V₄ 并乘以经验系数1 . 2
style="width:7.90663in;height:0.50666in" />
V₄×1.2=0.001L×1.2=0.0012
g) 计算样品通过 L₄ 所需时间 TBc
L
style="width:6.25998in;height:0.5533in" />
GB/T 34042—2017
h) 样品传输总滞后时间 T 为
T,=TAB+T =51s+1s=52s\<60 s
示 例 2
采用过程气相色谱仪对乙烯精馏塔产品乙烯进行在线分析，工艺数据见表F.2:
样品组成及正常含量：
表 F.2 样 品 组 成 和 正 常 含 量
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|---|---|---|
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样品相态和密度：液相，567.4 kg/m³
取样点压力(正常):1.818 MPaG
取样点温度(正常):-31.0℃
工艺管道尺寸：4 in(DN 100)
样品返回点压力：0.06 MPaG
取样和样品处理系统流路图见图 F.5。
图中：
L₁— 取样探头，长150 mm,3×0.7 mm Tube,外套φ6加强管；
L₂— 取样探头至减压气化阀连接管线，长500 mm,φ3×0.7 mm Tube;
L3— 减压气化阀至旁通过滤器连接管线，长40 m,6×1 mm Tube;
L4— 旁通过滤器至色谱仪连接管线，长500 mm,φ3×0.7 mm Tube。
以上L₁ ~L4 管线长度包括 Tube
管和管接头、阀门、过滤器(均为等径)长度之和。
要求 T,\<40 s,计算样品传输滞后时间 T, 步骤如下：
a) 计 算L₁+L₂ 的容积V (样品气化前的体积)
style="width:6.8333in;height:0.52668in" />
=1306 mm³ ~0.00131L
b) 计 算 V₁ 体积的液体样品气化后的体积V₂
style="width:3.41995in;height:0.59994in" />
式中：
p — 液体样品的密度，p=567.4 kg/m³=567.4 g/L;
M-—
样品的摩尔质量，由于样品中除乙烯外其他组分均为微量，故取乙烯的摩尔质量28.0
g/mol 作为样品的
摩尔质量，则M=28.0 g/mol;
pi—— 标准状态下的绝对压力，pi=101325 PaA≈1 barA;
p2— 样品传输至旁通过滤器时的绝对压力，因为样品返回点压力为0.06 MPaG=0.6
barG,所以旁通过滤器
处的样品排放压力应为1 barG=2 barA,则 p₂=2 barA;
Ti— 标准状态下的绝对温度，T=273 K;
T₂—— 样品的绝对温度，设样品保温至40℃传送，则 T₂=(40+273)K=313
将上述数值代入式中：
style="width:7.24677in;height:0.52668in" />
=0.3409
L
GB/T 34042—2017
c) 计 算L, 容 积V。
style="width:5.32668in;height:0.53328in" />
= 502400 mm³=0.5024L
d) 计 算V₂+V, 并乘以经验系数1.2
(V₂+V₃)×1.2=(0.3409L+0.5204L)×1.2=0.8433L×1.2=1.0120L
e) 快速旁通回路流量设定为 F₁=1.5L/min, 分析回路流量为 F₂=0. 1L/min,
则样品传输至旁通过滤器所需时 间 TAB 为 ：
style="width:5.89323in;height:0.57332in" />
f) 计 算L, 容 积V₄ 并乘以经验系数1.2
style="width:7.87343in;height:0.50666in" />
V,×1.2=0.001L×1.2=0.0012L
g) 计算样品通过 L₄ 所需时间 Tc 为
style="width:5.25997in;height:0.5401in" />
h) 样品传输总滞后时间 T, 为
T,=TAB+Tc=38s+1s=39s\<40 s
对于上述两个计算示例，需要作以下说明：
1)
为了简化计算，上述两个示例中均未考虑样品处理部件造成的容积滞后，但读者自行计算时应注意这一点，特
别是当样品处理部件的容积较大时，更应充分考虑其对样品传输时间的影响。
2)
上述两个计算示例是针对正常工况作出的。实际运行中，组分含量、样品压力和温度、环境温度、样品返回点压
力等均可能偏离正常情况，此时可适当加大快速旁通回路流量 F,
以满足样品传输滞后时间的要求。
style="width:0.2134in;height:0.20658in" />
(资料性附录)
在线分析仪器系统常用符号与图例
在线分析仪器系统常用符号与图例见表G.1。
表 G.1 在线分析仪器系统常用符号与图例
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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2-way ball valve 3-way ball valve
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4-way valve 5-way valve 2-way manual valve 3-way manual valve
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style="width:3.08in" />
style="width:0.20658in;height:0.19997in" />
表 G.1 (续)
|
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|---|---|---|---|
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Tubing with electric traced line
Tubing with steam traced line
|
Wire for electricai signal
Multi-core cable with screen
Tubing for pneumatic signal
Crossing without connections
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strument in control building
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