CN110441347A

CN110441347A - 一种承重垂直分隔构件耐火性能试验装置

Info

Publication number: CN110441347A
Application number: CN201910853797.2A
Authority: CN
Inventors: 冉令譞; 姚松经
Original assignee: Tianjin Institute Of Fire Protection Ministry Of Emergency Management
Current assignee: Tianjin Institute Of Fire Protection Ministry Of Emergency Management; Tianjin Fire Research Institute of MEM
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2019-11-12

Abstract

本发明提供了一种承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，包括炉体、至少一个烧嘴、至少一个整流罩，所述的烧嘴穿过所述的炉体并固定于所述的炉体上，所述的整流罩的一侧与所述的烧嘴相邻。本发明所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置能够精确的控制装置内的温度和压力，满足相关标准的要求，有效保障了试验结果的准确性；同时具备良好的密封效果，可减少试验装置内部高温气体外逸，提高试验装置热效率，有效节约能源。

Description

一种承重垂直分隔构件耐火性能试验装置

技术领域

本发明属于消防领域，尤其是涉及一种承重垂直分隔构件耐火性能试验装置。

背景技术

目前的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置基本上都是烧嘴火焰直接平行于试件平面方向吹入炉膛，这样高速烟气流对试件的影响较大，试件受火面附近的温度场温度波动较大。另外高速气流不利于实现测试标准要求的炉膛压力稳定性，炉膛高度方向上的压力难于控制。

国内目前的垂直构件耐火性能试验装置框架粱基本上都是采用双槽钢结构或者单槽钢结构。试件框架梁和试验装置框架梁紧固连接时会在两者的连接缝隙内铺设耐火纤维毯，起到密封的作用。这种结构的缺点如下：

1、试件框架梁和试验装置框架梁之间的密封是相对的，高温气体随时会从间隙处向上逸出，从而使试验装置框架梁和试件框架梁受热。

2、经常使用并受热的试件框架梁和试验装置框架梁会因为经常受热而变形，从而加大两者之间的密封缝隙，并且使缝隙具有形状不确定性。加大的缝隙会造成更多的高温气体逸出，进而加大试验装置框架梁的变形量。

3、试验装置框架梁在结构上是和试验装置钢结构连接的，其两端和试验装置钢结构侧立柱相连、下面和试验装置顶部钢结构相连。如果试验装置框架梁变形会引起试验装置钢结构变形。当顶部钢结构变形时，安装在顶部钢结构下面的耐火材料就会跟着变形，从而引起试验装置钢结构因过热变形，损伤整体试验装置，造成较大的损失。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，具备良好的密封效果，可减少试验装置内部高温气体外逸，提高试验装置热效率，有效节约能源。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，包括炉体、至少一个烧嘴、至少一个整流罩，所述的烧嘴穿过所述的炉体并固定于所述的炉体上，所述的整流罩的一侧与所述的烧嘴相邻。

进一步，所述的炉体内设置有耐火墙，所述的耐火墙将炉体分隔为两个炉膛；所述的整流罩分别位于所述的耐火墙的两侧。

进一步，所述的耐火墙的内部设置有纵向的烟道，所述的耐火墙上设有若干的出烟口，所述的烟道与所述的出烟口相连通。

进一步，所述的耐火墙的材质为高铝耐火纤维或耐火砖中的至少一种。

进一步，所述的试验装置还包括框架梁冷风保护机构，所述的框架梁冷风保护机构位于所述的烧嘴的上方。

进一步，所述的试验装置还包括框加载框架、试验座，所述的加载框架固定于所述的试验座上，所述的炉体固定于所述的加载框架内侧，所述的框架梁冷风保护机构位于所述的炉体与加载框架之间，所述的烧嘴分别位于所述的炉体的两侧。

进一步，所述的烧嘴分别与对应的助燃空气管路相连，所述的助燃空气管路上均设置有电动调节阀；所述的烧嘴的数量为8-22个。

进一步，所述的炉体内部设有耐火层；所述的耐火层的材质为高铝耐火纤维或高铝耐火砖中的至少一种。

进一步，所述的整流罩上设有若干的整流孔；所述的整流孔的轴线与烧嘴的轴线相互垂直。

一种框架梁冷风保护机构，该框架梁冷风保护机构为两端密封的空心梁结构，所述的框架梁冷风保护机构的一端与冷风管路相连，另一端与热风管路相连，所述的框架梁冷风保护机构上设置有调节阀门。

相对于现有技术，本发明所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置具有以下优势：

(1)本发明所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，烟道、整流罩以及烧嘴的排布设置合理，可以精确的控制装置的压力，以达到相关标准的要求。

(2)本发明所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置将烧嘴火焰调整至良好的燃烧状态，并通过控制系统持续自动调节阀门，始终保持烧嘴燃烧状态良好，可以精准的调节装置的温度，以满足相关标准的要求。

(3)本发明所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置具备良好的密封效果，可减少试验装置内部高温气体外逸，提高试验装置热效率，有效节约能源。

(4)本发明所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置在材质选择和厚度设计上都充分考虑了节能环保等因素，有效降低试验装置墙体外表面的散热损失，外表面温升控制在40℃之内，降低设备能耗。

(5)本发明所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置由于炉口框架梁收到冷风保护，使框架梁在长期试验过程中不受热变形。这样试验样件框架就能很好的和炉口框架通过耐火纤维密封，既充分保证了装置试验温度的均匀性，又提高了热效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置的内部结构示意图；

图2为本发明实施例所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置的主视图；

图3为本发明实施例所述的A-A面的示意图；

图4为本发明实施例所述的B-B面的示意图；

图5为本发明实施例所述的C-C面的示意图

图6为本发明实施例所述的框架梁冷风保护机构的示意图。

附图标记说明：

1-加载框架；2-炉体；3-框架梁冷风保护机构；4-耐火层；5-烧嘴；6-整流罩；7-耐火墙；8-试验座；71-烟道；72-出烟口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-5所示，一种承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，包括加载框架1、炉体2、框架梁冷风保护机构3、若干的烧嘴5、2个整流罩6、试验座8，所述的加载框架1固定于所述的试验座8上，所述的炉体2固定于所述的加载框架1内侧，所述的框架梁冷风保护机构3位于所述的炉体2与加载框架1之间，所述的炉体2内设置有耐火墙7，所述的耐火墙7将炉体2内侧分隔为两个炉膛，所述的炉体2内部设有耐火层4，所述的烧嘴5分别位于所述的炉体2的两侧，所述的烧嘴5依次穿过所述的加载框架1、炉体2、耐火层4固定于所述的炉体2上，所述的整流罩6分别位于所述的耐火墙7的两侧，所述的整流罩6的一侧与所述的烧嘴5相邻。

必要时打开耐火墙7，双体炉膛连通，组成一个3m(高)*3m(高)*3.5m(深)的炉膛，可以做特殊产品的试验。单体炉膛尺寸为：3m(高)*3m(高)*1.5m(深)。

炉内压差控制：沿炉内高度方向存在着线性压力梯度保证沿炉内高度处每米的压力梯度值为8Pa在试验开始5min后压力值为(15±5)Pa，10min后压力值为(17±3)Pa。

两个炉膛可分别单独或同时进行试验。试验装置最高使用温度：1200℃。最长使用时间：按标准升温曲线升温4小时。试验装置所需燃料：天然气(Qdw＝8500Kcal/Nm³)。

所述的框架梁冷风保护机构3位于所述的烧嘴5的上方。所述的框架梁冷风保护机构3为两端密封的空心梁结构，所述的框架梁冷风保护机构3的一端与冷风管路相连，另一端与热风管路相连，所述的框架梁冷风保护机构3上设置有调节阀门。

框架梁冷风保护机构3位于所述的的装置的炉口处，框架梁冷风保护机构的两端与试验装置侧立柱密封连接，内部截面尺寸260*260mm。用DN80的管道从助燃空气管道中将冷空气接入框架梁的一端、并从另一端引出。DN80的管道上设置调节阀门，通过控制框架梁内空气的温度不超过100℃来反馈控制冷空气流量。当框架梁内温度100℃时，框架梁金属结构的温度为250℃。这种温度条件下Q235-A材质的框架梁金属结构许用应力修正系数为0.74，钢材的许用应力由常温152Mpa下降为112Mpa，在设计预留范围之内。因此框架梁得到了有效的保护。框架梁不再因受热变形，大大延长了试验装置的使用寿命。将从框架梁另一端引出的热风(100℃左右)接入试验装置燃烧设备的助燃空气入口管道中。这样不仅节能而且热风有助于燃烧设备的稳定工作。

所述的耐火墙7的内部设置有纵向的烟道71，所述的耐火墙7上设有若干的出烟口72，所述的烟道71与所述的出烟口72相连通。所述的耐火墙7的顶部和侧墙均使用高铝耐火纤维，隔墙和炉底均使用高铝耐火砖。

所述的整流罩6上设有900个整流孔。所述的整流孔的轴线与烧嘴5的轴线相互垂直。

所述的烧嘴5的数量为20个。所述的烧嘴5分别与对应的助燃空气管路相连，所述的助燃空气管路上均设置有电动调节阀。单台烧嘴5功率320KW。20台烧嘴5分别安装在试验装置的两侧墙位置，沿高度方向分。每个烧嘴5的助燃空气管路单独配置一个电动调节阀，通过炉内热电偶平均温度形成闭环控制。

所述的耐火层4的材质为高铝耐火砖与高铝耐火纤维。

所述的试验装置的内部温度及压力如表1所示

表1 试验装置炉膛的温度与压力

通过对上面表格中数据的分析发现，根据规定选择出的F1-F6各点炉膛的温度均匀度以及FP炉膛压力都能较好的满足试验规定的标准值的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，其特征在于：包括炉体、至少一个烧嘴、至少一个整流罩，所述的烧嘴穿过所述的炉体并固定于所述的炉体上，所述的整流罩的一侧与所述的烧嘴相邻。

2.根据权利要求1所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，其特征在于：所述的炉体内设置有耐火墙，所述的耐火墙将炉体分隔为两个炉膛；所述的整流罩分别位于所述的耐火墙的两侧。

3.根据权利要求2所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，其特征在于：所述的耐火墙的内部设置有纵向的烟道，所述的耐火墙上设有若干的出烟口，所述的烟道与所述的出烟口相连通。

4.根据权利要求2所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，其特征在于：所述的耐火墙的材质为高铝耐火纤维或耐火砖中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，其特征在于：所述的试验装置还包括框架梁冷风保护机构，所述的框架梁冷风保护机构位于所述的烧嘴的上方。

6.根据权利要求5所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，其特征在于：所述的试验装置还包括框加载框架、试验座，所述的加载框架固定于所述的试验座上，所述的炉体固定于所述的加载框架内侧，所述的框架梁冷风保护机构位于所述的炉体与加载框架之间，所述的烧嘴分别位于所述的炉体的两侧。

7.根据权利要求1所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，其特征在于：所述的烧嘴分别与对应的助燃空气管路相连，所述的助燃空气管路上均设置有电动调节阀；所述的烧嘴的数量为8-22个。

8.根据权利要求1所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，其特征在于：所述的炉体内部设有耐火层；所述的耐火层的材质为高铝耐火纤维或高铝耐火砖中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的承重垂直分隔构件耐火性能试验装置，其特征在于：所述的整流罩上设有若干的整流孔；所述的整流孔的轴线与烧嘴的轴线相互垂直。

10.一种框架梁冷风保护机构，其特征在于：该框架梁冷风保护机构为两端密封的空心梁结构，所述的框架梁冷风保护机构的一端与冷风管路相连，另一端与热风管路相连，所述的框架梁冷风保护机构上设置有调节阀门。