电缆燃烧烟气特性分析

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电缆燃烧烟气特性分析

电缆燃烧烟气特性分析

摘要:电缆着火燃烧时产生大量烟气，当有毒气体达到一定浓度

时，就会损害人体健康以致丧命。本文通过试验与理论相结合，在

外加热源条件下，通过m9000烟气分析仪测试电缆热解、燃烧时烟

气的释放量，分析烟气中具体气体的释放趋势，深入研究导线电

缆燃烧时的烟气特性。

电缆燃烧烟气特性分析

电缆接头接触不良局部发热导致着火等；属于外部因素的状况。如

含油设备的漏油着火波及电缆，工程作业中的意外失火，电缆沟散

热取防火措施等。烟气、毒气等燃烧产物极易造成人员窒息、中毒

死亡。

1．1本论文的研究内容和方法

本论文通过理论分析和试验相结合的方法进行研究，主要研究以

下方面内容：

（1）建立电缆燃烧试验模型，分析电缆的燃烧烟气特性。

（2）通过试验研究电缆在不同电炉功率下的燃烧时释放烟气的特

性：

①用电炉在不同的加热功率下研究2芯电缆燃烧时释放烟气的特

性；

②用电炉在不同的加热功率下研究3芯电缆燃烧时释放烟气的特

性。

（3）根据试验数据作出烟气（co、no、no2、so2）图形,研究电

缆燃烧的烟气趋势和规律，分析其原因。

2电缆燃烧烟气分析

2.1试验装置介绍

可调万用电炉：其外形尺寸为10cm（长）10cm（宽）15cm（高）,

在额定电压（220v，50hz）下，电热炉的额定功率为1000w。电热

炉的加热功率可以通过旋钮进行断点可调，可调范围为500、600、

电缆燃烧烟气特性分析

700、800、900、1000w。

本试验采用二芯、三芯电缆。电缆石家庄市丰华线缆厂生产的通

用线套软电缆型号：300/500v、aaa二芯电缆直径为8mm。三芯电

缆的直径为10.18mm。长度均为10cm10cm；试验时电缆并排其

间距为零，选用铁架台来固定探头，气体取样探头水平放置，与电

炉平行，探头到电缆的距离为20cm。

m9000型烟气成份分析仪可同时测量烟气的温度、氧气浓度、co

浓度、co2浓度、so2浓度、nox浓度、hcl浓度等参数。

1.电热炉2.电缆样品3.探头位置4取样探头5.烟气分析仪6.

计算机

图2-1电缆烟气装置示意图

fig.2-1sketchforcablesmokeequipment

2.2外加功率电缆燃烧烟气

t=93st=158st=352s

图2-1燃烧烟气照片

fig2-1burnablesmokephotos

电缆燃烧烟气特性分析

上面照片为三芯电缆燃烧过程的烟气现象，照片中我们可以明白

的看到燃烧刚开始的时候，火焰上方的白烟，燃烧猛烈时，在火焰

的上方电缆燃烧所释放的黑烟。在低氧浓度区，一部分挥发物可能

进行一系列裂解反应形成火焰中炭黑的先驱体分子碎片，如多环芳

香碳氢物和聚多炔。正是这些分子碎片使扩散火焰浮现发黄的光

色。它们的粒子尺寸大约为10～100nm，有可能在火焰中被氧化，

但是，假使温度和氧的浓度不是足够的高，则会增长变大并聚集成

更大的粒子，脱离火焰的高温环境而形成烟。

图2-2(600w)co浓度随时间变化曲线图2-3(700w)co浓度随

时间变化曲线

fig2-2(600w)concentrationofcovs.time

forfig2-3(700w)concentrationofcovs.timefor

cableburningcableburning

图2-4(1000w)co浓度随时间变化曲线图2-5(1000w)co浓度随

时间变化曲线

fig2-4(1000w)concentrationofcovs.time

forfig2-5(1000w)concentrationofcovs.timefor

cableburningcableburning

图2-2、图2-3、图2-4燃烧过程中co的浓度随燃烧时间的延长

而增大，电缆数量越多所释放co浓度就越大，而且随着加热功率

的增大三芯电缆达到峰值的时间缩短，在600w功率下所用时间最

电缆燃烧烟气特性分析

短，功率越高所用时间越少。在700w、1000w功率下六根电缆并排

燃烧时，都会出现一个持续峰值，这是由于电缆数量较多燃烧猛烈，

放出co量好多，超出烟气分析仪量程，所以曲线浮现持续峰值。

同样图2-5二芯电缆在1000w的加热功率下也是较快达到峰值并且

随着电缆数量的增多峰值升高。

图2-6co浓度随时间变化曲线

fig2-6concentrationofcovs.timeforcableburning

在不同功率下4根三芯电缆达到峰值的时间随加热功率升高而减

小。如图2-6所示，在加热功率为1000w时达到峰值的时间最短，

而且释放浓度co最高；600w时达到峰值的时间最长，而且释放浓

度co最低。说明不同加热功率作用下的电缆，外部加热功率越大，