建筑材料单体燃烧设备操作原理与方法

建筑材料制品及单体燃烧试验装置建筑材料制品及单体燃烧试验装置 用途用途 ZY6242 建筑材料及制品的单体燃烧试验机适用于评价平板 式建筑制品对火的反应性能 针对墙壁和屋顶制品采用单体 燃烧试验方法 SBI 执行标准执行标准 本仪器的设计符合 GB T 20284 2006 ISO 5725 1 2 1994 GB T 16839 1 GB T 6379 1 2004 GB T 6379 2 2004 EN 136011 EN 13238 试验标准要求 使用条件使用条件 1 电源 AC220V 50Hz 2 功率 8 5KW 3 环境温度 5 35 4 相对湿度 20 80 5 大气压强 0 250Kpa 使用原理使用原理 1 样品由两块呈直角相交的垂直竖立的样品所组成 暴露 放置在样品底角下方燃烧器 主燃烧器 的火焰中 该火 焰是丙烷气燃烧并通过沙箱喷射而得到的 其具有的热输出 为 30 7 士 2 0 kW 2 对样品在点火后 20 min 内的性能进行评估 这些性能参 数有 发热量 发烟量 水平火焰蔓延以及燃烧滴落物 微粒 3 在主燃烧器点燃之前的一小段时间内一般只测量燃烧器 的热输出 使用的是一个远离样品的与主燃烧器一样的燃烧 器 辅助燃烧器 4 有些是要靠观测的 如环境温度 烟气温度 湿度 有 些测量是自动进行的 如压力差 排烟管道上安装有传感器 以测量管道中的温度 气体流量 光的衰减 O2和 CO2分子浓 度 最终这些量被自动地记录并用于计算 FIGRA THR600 SMOGRA TSP600 的值 主要部件主要部件 1 放置两个垂直试样的小推车 主沙盒燃烧器位于垂 直角线的底部 将小推车推入试验室 其背板封闭 SBI 试 验室的墙壁开口 空气入口位于小推车底板下 采用多孔 钢板以使空气在试验室地板上均匀分布 2 用于推入小推车的固定框架 其支撑集气罩 辅燃 烧器固定在框架上 3 位于框架顶部的集气罩 用于收集燃烧烟气 4 位于集气罩顶部的收集器 其含有烟气排放出口 收集器底部的折流板防止集气罩里的烟气的不均匀流动 5 一根 J 型 测量管道 圆形管道的内径为 315mm 采用 50mm 的矿物棉来隔热 由以下部件组成 气体流动 方向 a 与收集器的接头 b 长 500mm 的管道 400mm 之后的部分安装有 3 支热 电偶 温度测量部分 c 长 1000mm 的管道 d 两个 90 的管道弯头 轴向曲率半径为 400mm e 长 1625mm 的管道 含有在 630mm 后的导流叶片和隔 板 导流叶片直接位于弯头后 导流叶片后是一厚度为 2mm 的环形隔板 其内部开口直径为 265mm 外部直径等于 管道内径 f 安装有压力探针 3 支热电偶 气体取样探针和白光 消光系统的长为 2155mm 的管道 该部分称为 综合测量部 分 g 长 500mm 的管道 h 连接排气口的部分 注意测量管道的安装 不计探针等质量 其管道大约重 150kg 燃烧器与丙烷供应系统燃烧器与丙烷供应系统 SBI 装置有两个相同的沙盒燃烧器 一个燃烧器位于小推 车底部 主燃烧器 另一个位于框架的支柱上 辅燃 烧器 燃烧器有以下要求 燃烧器上装有着火发光插头 当检测到主燃烧器或辅燃烧 器熄灭时 通过电磁阀的响应立即自动切断气体供应 使用的丙烷是纯度不小于 95 的商用丙烷 丙烷通过质量 流量控制器控制 量程为 0 2 62g s 精度分别为 0 01g s 量程1g s 该控制器 安装在 气体分流调节器 图 2 2 内 气体分流调节器位 于距框架的外墙上 这将减少主燃烧器与辅燃烧器之间切换 的响应时间 图 2 2 燃气控制柜 注 质量流量为 2 3g s 对应热释放速率约 105 110Kw 在试验期间 主燃烧器和辅燃烧器不要同时燃烧 燃烧 器切换之间除外 用于向其中一个燃烧器供应丙烷的开关通 过软件操作来实现 可设定自动切换或手动切换 注 在从辅燃烧器向主燃烧器切换之后的几秒期间 两个 燃烧器会以很小规模同时燃烧 辅燃烧器的输出在降低 而 主燃烧器的输出在增加 排烟系统排烟系统 在环境条件下 烟气排放的体积流量为 298K 温度下的 0 1 0m3 s 在 0 5 0 65m3 范围内的精度为 0 05m3 s 在试验条件下 烟气持续排放的体积流量为 298K 温度下的 0 5 0 65m3 s 注 由于试验期间热输出的变化 某些排放系统 尤其是 有排风扇的排放系统 可能需要手动或自动的调节以满足给 定要求 综合测量区装置综合测量区装置 排烟管道的综合测量区含有 3 支热电偶 双向探针 气体 取样探针和光衰减测量系统 三只 K 型铠装绝热热电偶 热电偶热端位置在距轴线 87 5 mm 的半径上 相互角度为 120 双向探针与压力转换器连接 压力转换器的量程为 0 100Pa 精度为 2Pa 烟气测量系统的压力转换器 主过滤 器和空气流量计均安装在 过滤板 上 接近 测量区 样气与气体调节装置取样系统的草图参阅图 2 3 图 2 4 气体分析架 O2顺磁氧分析仪 符合 EN 13823 的要求 量程为氧气的 0 顺磁氧分析仪 控制面板 电脑显示器 电脑主机 键盘放置处 烟密度 分析仪前置处理电源 顺磁氧分析仪 排空阀 O2 压 力 调 节 CO2 压 力 调 节 样 气 标 气 切 换 阀 O2 流 量 调 节 CO2 流 量 调 节 21 绝对精度为 0 05 VO2 Vair 或更高的精度 响应时 间小于 12s 在 30min 内的漂移和噪声不超过 100ppm CO2 CO 分析仪是 IR 型 量程为二氧化碳的 0 10 绝对 精度为 0 1 VCO2 Vair 或更好的精度 线性度为全量程的 1 或更好 响应时间不超过 12s 烟气测量系统烟气测量系统 烟气测量系统由软接管连接至排烟管的测管上 由以下部 分组成 a 光源灯 白光灯丝型 在色温 2900 100 k 下工作 该灯使用稳定的直流电 直流稳定范围在 0 5 b 调整光线使其成为直径为 30mm 的平行光柱的透镜系统 光电池孔位于光电池前的透镜的焦点上 光电池孔直径为 d 透镜的焦距为 f 所以 d f 小于 0 04 焦距 80mm 因此 d 80 0 04 3 2mm 概述概述 流入试验室内的空气流的 环境 温度由一支 1 5mm 的 K 型热电偶测量 该热电偶安装在试验室的外墙上 位于距小 推车开口的 20cm 距地板的 20cm 这一矩形范围内 在正常大气压范围下 室内压力的测量精度为 200Pa 2mBar 在 20 80 的湿度范围内 室内空气湿度的测量精度为 1 数据采集系统数据采集系统 信号收集采用数据采集 USB 数据采集器 转换装置完 成 窗口化的软件能够进行简单的数据采集和分析 以确定 热释放的各种参数 该软件生成与瞬间 TNO 电子表格 已提 供 结合的文件 以计算燃烧增长率指数 FIGRA 和烟气生 成率指数 SMOGRA 该系统包括 1 菜单栏采用下拉菜单 拥有友好用户界面的软件有以下 功能 a 显示设备状态 b 校准设备和存储校准结果 c 采集试验中的数据 d 计算所需参数 e 显示符合标准要求格式的结果 f 把打包的 SBI 备份文件解压到 C 盘目录下 确保所 有文件在 C SBI 目录下 不要在 C SBI SBI 下或其他目录下 h 在现场计算机上要装好 OFFICE 2003 软件 j 软件生成报表时处理数据量大 可能稍微慢点 过几 秒后肯定能生成 请耐心等待 2 数据采集系统每3s记录和存储以下数值 a 时间 单位s b 通过燃烧器的丙烷质量流量 单位mg s c 综合测量区的压差 单位Pa d 相对光强度 单位 e O2浓度 单位 VO2 Vair f CO2浓度 单位 VCO2 Vair g 小推车底部空气入口处的环境温度 单位 K h 综合测量区3支热电偶的温度值 单位K i 室内压强 kPa j CO浓度 单位 VCO2 Vair 试验操作步骤试验操作步骤 1 打开电源总开关 打开气体分析控制柜的电源开 关 红色 注 试验前须将分析仪提前开机 30 分 钟预热 切换阀旋转到样气位置 并打开电脑电源 2 将试样按标准要求安装在小推车上 3 打开丙烷气源 将燃气控制柜里的二通手动阀置 于 ON 位置 打开燃气操作箱面板上 电源开关 燃 气开关 打开风机电源 将风机的变频器按下 RUN 按 键将风机频率调整到 40 2HZ 使除尘器置于工作状 态 差压为 70pa 如果差压相差较大可调节风机频 率 安全措施和程序安全措施和程序 1 一些试样在试验中可能会剧烈燃烧 因此应有可行 的灭火方法 建议的灭火方式是手动喷水装置或压缩氮 这 些方式连同其它方式如灭火器可以直接对准燃烧区域进行灭 火 2 该试验方法可能会有危险的材料 操作过程和装置也 有可能会出现危险情况 因此特别强调我们对装置的使用或 错误操作中引起的事故不承担任何责任 装置的使用者有责 任考虑和建立适当的健康和安全措施 并在装置使用前确定 控制限制措施的应用范围 3 所有操作输入必须保证安全可靠 4 装置必须全程监控 5 只有对安全要求十分熟悉的授权人员才能操作该装置 操作人员必须全部了解试验制品的化学特性 并能根据化学 特性预测其燃烧产物 6 应注意避免接触材料燃烧产生的高温表面 建议在燃 烧区域工作时和在移动试样支架时戴热保护手套 不是普通 橡胶手套 7 高温分解的制品在燃烧过程中可能会产生致癌物质 有毒物质或其他有害物质 在打开试验室门之前必须戴上辅 助呼吸装置和保护眼镜 应注意腐蚀性残余物质可能渗透并 降解热保护手套 在热保护手套里层必须戴上丁基合成橡胶 手套以在这种情况下得到完全保护 8 装置的安装 选址和操作必须有安全部门官员的许可 9 丙烷 1 颜色和气味 丙烷是一种无色有甜味的气体 注意 丙烷是以压缩的液 化气体方式储藏 2 急救措施 吸入的丙烷是有毒的 如果是高浓度的丙烷吸入可能导致 窒息或死亡 症状可能为 行动能力的丧失和 或丧失意识 受害者可能没有意识到窒息的感觉 低浓度的丙烷吸入可能 导致麻醉效果 症状包括 晕眩 头痛 恶心以及协调能力 的丧失 如果发生吸入丙烷事件 受害者应被转移至一个未 被污染的区域 并保持温暖和放松 如果需要可进行人工呼 吸并寻求医疗帮助 如果皮肤或眼睛沾上溢出的丙烷液体 用水冲洗至少 15min 采用消毒的干燥纱布包扎 尽快寻求医疗帮助 3 消防措施 丙烷钢瓶受火可能导致钢瓶破裂 爆炸 丙烷极易燃烧 而不完全燃烧会形成二氧化碳 可使用所有常用的灭火器 如果可能应切断丙烷的输出 将钢瓶转移到一个冷却区域或 采用来自安全位置的水冷却 除非绝对必要 不要扑灭泄露 丙烷的火焰 因为可能会发生立即 爆炸性的燃烧 在密闭空 间内必须采用独立的呼吸设备 如要库存丙烷 应首先通知消防队 4 维护与存储 钢瓶应垂直放置在低于 50 的有良好通风的空间内 应避 免水的反馈和回吸 丙烷钢瓶应该与乙炔 氧化气体和其他 氧化剂分开储存 丙烷钢瓶应充分接地以防止静电放电 当在处理丙烷钢瓶时应禁止吸烟 5 废气处理 废气应通过装有回火制止器 保险器 的适当燃烧器烧掉 空 钢瓶内仍然有可燃气体 必须交还给供应方 试验操作说明试验操作说明 1 设备在实验开始前需提前打开电源 按下分析仪开 前处理开 烟密度开