CN114689649A - 一种燃气调压箱防火性能测试装置及方法 - Google Patents

一种燃气调压箱防火性能测试装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃气调压箱防火性能测试装置及方法，包括试验台、模拟火源燃烧器、控制器、空气气源、第二温度传感器、若干压力传感器和若干第一温度传感器，结构简单且便于操作，测试时将待测试调压箱安放在试验台的检测区并启动控制器，将待测试调压箱的调压管道的进气端与空气气源连通，将各压力传感器安装在调压管道上，调节调压阀组和第一流量调节阀使得各压力传感器的压力数值达到设定值；将各温度传感器连接在相应位置，将模拟火源燃烧器固定在相应位置并点燃，使火源温度达到目标值，持续燃烧预设时间后停止，根据控制器所监测到的各项压力、温度数值，以及观察到的调压箱的表面是否引燃的现象得到调压箱的防火性能。

Description

一种燃气调压箱防火性能测试装置及方法
技术领域
本发明属于防火试验领域，具体涉及一种燃气调压箱防火性能测试装置及方法。
背景技术
目前，燃气调压箱设有燃气调压系统，这种调压系统用于将高压管道燃气降压至用户使用压力，调压箱一般还包含减压阀组及相关组件，减压阀组及相关组件设在调压系统外，用于保护调压系统，由于燃气调压系统用于将高压燃气降压，一旦系统失去降压功能，高压燃气可能直接进入下游用户使用端，可能会因此而导致安全事故的发生。
实际使用中，调压系统可能会设置在室外路边或开阔地带，这种情况下系统可能会遭受火灾的影响，因此，为了确保下游燃气使用的安全，就需要明确燃气调压箱、燃气调压系统在遭受一定火灾时的调压性能，但是目前尚未有用于燃气测试调压系统防火性能的装置和方法。
因此，需要一种新的技术以解决现有技术中缺少用于测试燃气调压系统防火性能的装置和方法的问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种燃气调压箱防火性能测试装置及方法，其具有可准确测试燃气调压系统防火性能的效果。
本发明采用了以下技术方案：
一种燃气调压箱防火性能测试装置，包括试验台、模拟火源燃烧器、控制器、空气气源、若干压力传感器和若干第一温度传感器，所述试验台上设有用于放置待测试调压箱的监测区，待测试调压箱包括箱体、第一流量调节阀、调压阀组和调压管道，所述调压阀组位于所述箱体内，所述调压管道的两端为第一进气端和第一出气端，所述调压阀组位于所述第一进气端与所述第一出气端之间且与所述调压管道连接，所述第一流量调节阀用于调节位于所述调压阀组与所述第一出气端之间的所述调压管道内的气体压力；
所述空气气源与所述第一进气端连通，所述第一出气端与外界空气连通，所述若干压力传感器用于监测所述调压管道的压力，各所述压力传感器、各所述第一温度传感器的输出端与所述控制器电连接；
所述模拟火源燃烧器安装在所述试验台上靠近所述检测区设置，所述模拟火源燃烧器相对所述监测区的位置可调节，各所述第一温度传感器分别用于监测所述箱体、调压阀组、调压管道的温度；
还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制器电连接，所述第二温度传感器用于监测所述模拟火源燃烧器燃烧火源的温度。
作为本发明技术方案的进一步改进，还包括模拟火源燃气气源，所述模拟火源燃气气源与所述模拟火源燃烧器连通，所述模拟火源燃气气源与所述模拟火源燃烧器之间设有第二流量调节阀，所述第二流量调节阀与所述控制器电连接。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述模拟火源燃烧器为正方形砂型燃烧器，所述正方形砂型燃烧器设有开口，所述开口面积为0.01m2～1m2。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述第二温度传感器位于所述模拟火源燃烧器上方，所述第二温度传感器与所述模拟火源燃烧器上表面之间的距离为0.1m～1.5m。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述调压管道上设置的所述压力传感器的数量为3～5个。
作为本发明技术方案的进一步改进，所述第一温度传感器的数量为3～30个。
一种燃气调压箱防火性能测试方法，包括如上所述的燃气调压箱防火性能测试装置，包括以下步骤：
S1.将待测试调压箱安放在试验台的检测区并启动控制器，将待测试调压箱的调压管道与空气气源连通，将各压力传感器安装在调压管道上，调节调压阀组和第一流量调节阀使得各压力传感器的压力数值达到设定值，其中，各压力传感器的设定值可根据不同待测试调压箱的性能数据而设置；
S2.根据待测试调压箱的结构特征，将若干第一温度传感器分别安装在待测试调压箱的箱体、调压阀组和调压管道表面的不同位置上；
S3.调整模拟火源燃烧器相对待测试调压箱的位置；
S4.将各第一温度传感器、第一温度传感器、各压力传感器的输出端与控制器电连接；
S5.点燃模拟火源燃烧器，使火源温度达到目标值；
S6.在模拟火源燃烧器的火源持续燃烧过程中，通过控制器收集并观测待测试调压箱箱体内表面的温度、调压管道的表面温度以及调压管道各处的压力值，并观察待测试调压箱外表面是否被引燃；
S7.模拟火源燃烧器持续燃烧预设时间后，停止模拟火源燃烧器的燃烧，根据控制器所监测到的各项压力数值、温度数值，以及观察到的调压箱的表面是否引燃的现象得到调压箱的防火性能。
作为本发明技术方案的进一步改进，步骤S5中，根据第二温度传感器所监测到的火源温度数值，调整第二流量调节阀控制燃气管道内的燃气流量以控制模拟火源燃烧器的火源温度，使火源温度达到目标值。
作为本发明技术方案的进一步改进，步骤S5中，火源温度的目标值为50℃～1000℃。
作为本发明技术方案的进一步改进，步骤S7中，模拟火源燃烧器持续燃烧的预设时间为1min～240min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本方案中的装置结构简单且便于操作，安全性高，在进行燃气调压箱的防火性能测试时，将待测试调压箱安放在试验台的检测区并启动控制器，将待测试调压箱的调压管道的进气端与空气气源连通，将各压力传感器安装在调压管道上，调节调压阀组和第一流量调节阀使得各压力传感器的压力数值达到设定值；将各温度传感器连接在相应位置，将模拟火源燃烧器固定在相应位置并点燃，使火源温度达到目标值，持续燃烧预设时间后停止，根据控制器所监测到的各项压力、温度数值，以及观察到的调压箱的表面是否引燃的现象得到调压箱的防火性能。本方案中燃气调压箱防火性能测试装置及方法，可为燃气调压箱和调压系统的防火性能提供一种测试和评价的方法，可以用于评定燃气调压箱的防火安全。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的剖面图；
图3是本发明的俯视图。
附图标记：
1-试验台；
2-模拟火源燃烧器；
3-压力传感器；
4-第一温度传感器；
5-第二温度传感器；
6-待测试调压箱；61-箱体；62-第一流量调节阀；63-调压阀组；64-调压管道；641-第一进气端；642-第一出气端。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
参照图1至图3，一种燃气调压箱防火性能测试装置，包括试验台1、模拟火源燃烧器2、控制器、空气气源、若干压力传感器3和若干第一温度传感器4，结构简单，控制器可为数据采集系统，试验台1为防火性能测试提供一个观测平台，也可模拟使用环境，所述试验台1上设有用于放置待测试调压箱6的监测区，检测区的尺寸可适用于不同规格的待测试调压箱6及其附属组件的结构尺寸，待测试调压箱6包括箱体61、第一流量调节阀62、调压阀组63和调压管道64，所述调压阀组63位于所述箱体61内部，调压管道64穿过箱体61，所述调压管道64的两端为第一进气端641和第一出气端642且位于所述箱体61外部，所述调压阀组63位于所述第一进气端641与所述第一出气端642之间且与所述调压管道64连接，所述第一流量调节阀62用于调节位于所述调压阀组63与所述第一出气端642之间的所述调压管道64内的气体压力，以在调压阀组63与第一出气端642之间的调压管道64内形成与用户所使用的低压燃气同等气压气流，第一流量调节阀62位于箱体61外侧表面与第一出气端642之间。
所述空气气源与所述第一进气端641连通，所述第一出气端642与外界空气连通，所述若干压力传感器3用于监测所述调压管道64的压力，各所述压力传感器3、各所述第一温度传感器4的输出端与所述控制器电连接。由空气气源输入第一进气端641的气体为高压空气，此处的高压空气用以模拟高压管道内的高压燃气，高压空气经过调压阀组63的降压调节作用形成低压气流，此处的低压气流用以模拟用户所使用的低压燃气，此低压气流经过第一流量调节阀62流入第一出气端642并最终进入外界空气中，可控制模拟火源燃烧器2的火焰温度来测试不同火灾情况发生时调压箱的防火性能。
所述模拟火源燃烧器2安装在所述试验台1上靠近所述检测区设置，所述模拟火源燃烧器2相对所述监测区的位置可调节，根据试验要求不同、所选用的待测试调压箱6的规格不同以及待测试调压箱6在测试区的位置来确认模拟火源燃烧器2的位置，各所述第一温度传感器4分别用于实时监测试验过程中所述箱体61、调压阀组63、调压管道64的温度，以观察温度变化。第一温度传感器4可为测温热电偶，第一温度传感器4固定在待测试调压箱6箱体61内表面和调压阀组63、调压管道64的表面，第一温度传感器4的数量可根据具体实验情况选择，本方案中选用的所述第一温度传感器4的数量为3～30个。
所述空气气源与所述调压管道64连通，所述若干压力传感器3用于监测所述调压管道64的压力，各所述压力传感器3、各所述第一温度传感器4的输出端与所述控制器电连接。空气气源可用于模拟调压管道64内的燃气压力，代替了调压管道64内的燃气，提高了试验的安全性，各压力传感器3在调压管道64不同的位置上与其连接，在试验过程中实时监测调压管道64内不同位置的压力值，以观察压力变化。压力传感器3数量可根据具体试验情况选择，本方案中选用的所述调压管道64上设置的所述压力传感器3的数量为3～5个。
本方案的燃气调压箱防火性能测试装置还包括第二温度传感器5，所述第二温度传感器5与所述控制器电连接，所述第二温度传感器5用于监测所述模拟火源燃烧器2燃烧火源的温度，使用模拟火源燃烧器2来模拟火灾发生时的燃烧情况，第二温度传感器5实时监测其火焰温度，以便于调整火焰温度达到试验所需温度。本方案的燃气调压箱防火性能测试装置结构简单，便于操作，实现了燃气调压箱防火性能测试，可直接通过压力感应器监测的压力变化、调压箱各部位温度的变化以及观察到的调压箱各部位表面是否被引燃，来评价燃气调压箱的防火性能。
具体地，本方案的燃气调压箱防火性能测试装置还包括模拟火源燃气气源，所述模拟火源燃气气源与所述模拟火源燃烧器2连通，所述模拟火源燃气气源与所述模拟火源燃烧器2之间设有第二流量调节阀，所述第二流量调节阀与所述控制器电连接，模拟火源燃气气源与模拟火源燃烧器2之间可设置燃气管道，燃气管道的两端分别与模拟火源燃气气源、模拟火源燃烧器2连通，第二流量调节位于模拟火源燃气气源与模拟火源燃烧器2之间且与燃气管道连接，可通过调节第二流量调节阀来改变模拟火源燃烧器2的火焰温度。所述模拟火源燃烧器2为正方形砂型燃烧器，所述正方形砂型燃烧器设有开口，所述开口面积为0.01m2～1m2。所述第二温度传感器5位于所述模拟火源燃烧器2上方，所述第二温度传感器5与所述模拟火源燃烧器2上表面之间的距离为0.1m～1.5m。
一种燃气调压箱防火性能测试方法，包括如上所述的燃气调压箱防火性能测试装置，包括以下步骤：
S1.将待测试调压箱6安放在试验台1的检测区并启动控制器，将待测试调压箱6的调压管道64与空气气源连通，将各压力传感器3安装在调压管道64上，调节调压阀组63和第一流量调节阀62使得各压力传感器3的压力数值达到设定值，其中，各压力传感器3的设定值可根据不同待测试调压箱6的性能数据而设置，本方案中压力设定值为0.01MPa～2MPa。
S2.根据待测试调压箱6的结构特征，将若干第一温度传感器4分别安装在待测试调压箱6的箱体61、调压阀组63和调压管道64表面的不同位置上。
S3.调整模拟火源燃烧器2相对待测试调压箱6一侧的对应位置，模拟火源燃烧器2相对待测试调压箱6的位置可根据具体实验情况而调整，模拟火源燃烧器2侧面与待测试调压箱6侧面的距离为0～0.3m，第二温度传感器5固定在模拟火源燃烧器2的上方对应的位置，并将模拟火源燃气气源通过燃气管道与模拟火源燃烧器2连通，第二温度控制传感器与模拟火源燃烧器2上表面之间的距离为0.1m～1.5m。
S4.将各第一温度传感器4、第二温度传感器5、各压力传感器3的输出端与控制器电连接。
S5.点燃模拟火源燃烧器2，使火源温度达到目标值，可通过第二流量调节阀来调整燃气管道的燃气流量从而调整燃模拟火源燃烧器2的火焰温度，根据第二温度传感器5所监测到的火源温度数值，调整第二流量调节阀控制燃气管道内的燃气流量以控制模拟火源燃烧器2的火源温度，使火源温度达到目标值，其中，火源温度的目标值为50℃～1000℃。
S6.在模拟火源燃烧器2的火源持续燃烧过程中，通过控制器收集并观测待测试调压箱6箱体61内表面的温度、调压管道64的表面温度以及调压管道64各处的压力值，并观察待测试调压箱6外表面是否被引燃。
S7.模拟火源燃烧器2持续燃烧预设时间后，停止模拟火源燃烧器2的燃烧，其中，模拟火源燃烧器2持续燃烧的预设时间为1min～240min，根据控制器所监测到的各项压力数值、温度数值，以及观察到的调压箱的表面是否引燃的现象得到调压箱的防火性能，通过压力感应器监测的压力变化、调压箱各部位温度的变化以及观察到的调压箱各部位表面是否被引燃，来评价燃气调压箱的防火性能。
本发明所述的一种燃气调压箱防火性能测试装置及方法的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种燃气调压箱防火性能测试装置，其特征在于：包括试验台、模拟火源燃烧器、控制器、空气气源、若干压力传感器和若干第一温度传感器，所述试验台上设有用于放置待测试调压箱的监测区，待测试调压箱包括箱体、第一流量调节阀、调压阀组和调压管道，所述调压阀组位于所述箱体内，所述调压管道的两端为第一进气端和第一出气端，所述调压阀组位于所述第一进气端与所述第一出气端之间且与所述调压管道连接，所述第一流量调节阀用于调节位于所述调压阀组与所述第一出气端之间的所述调压管道内的气体压力；
所述空气气源与所述第一进气端连通，所述第一出气端与外界空气连通，所述若干压力传感器用于监测所述调压管道的压力，各所述压力传感器、各所述第一温度传感器的输出端与所述控制器电连接；
所述模拟火源燃烧器安装在所述试验台上靠近所述检测区设置，所述模拟火源燃烧器相对所述监测区的位置可调节，各所述第一温度传感器分别用于监测所述箱体、调压阀组、调压管道的温度；
还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制器电连接，所述第二温度传感器用于监测所述模拟火源燃烧器燃烧火源的温度。
2.根据权利要求1所述的燃气调压箱防火性能测试装置，其特征在于：还包括模拟火源燃气气源，所述模拟火源燃气气源与所述模拟火源燃烧器连通，所述模拟火源燃气气源与所述模拟火源燃烧器之间设有第二流量调节阀，所述第二流量调节阀与所述控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的燃气调压箱防火性能测试装置，其特征在于：所述模拟火源燃烧器为正方形砂型燃烧器，所述正方形砂型燃烧器设有开口，所述开口面积为0.01m2～1m2。
4.根据权利要求3所述的燃气调压箱防火性能测试装置，其特征在于：所述第二温度传感器位于所述模拟火源燃烧器上方，所述第二温度传感器与所述模拟火源燃烧器上表面之间的距离为0.1m～1.5m。
5.根据权利要求1所述的燃气调压箱防火性能测试装置，其特征在于：所述调压管道上设置的所述压力传感器的数量为3～5个。
6.根据权利要求1所述的燃气调压箱防火性能测试装置，其特征在于：所述第一温度传感器的数量为3～30个。
7.一种燃气调压箱防火性能测试方法，包括权利要求1-6中任一项所述的燃气调压箱防火性能测试装置，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将待测试调压箱安放在试验台的检测区并启动控制器，将待测试调压箱的调压管道与空气气源连通，将各压力传感器安装在调压管道上，调节调压阀组和第一流量调节阀使得各压力传感器的压力数值达到设定值，其中，各压力传感器的设定值可根据不同待测试调压箱的性能数据而设置；
S2.根据待测试调压箱的结构特征，将若干第一温度传感器分别安装在待测试调压箱的箱体、调压阀组和调压管道表面的不同位置上；
S3.调整模拟火源燃烧器相对待测试调压箱的位置；
S4.将各第一温度传感器、第一温度传感器、各压力传感器的输出端与控制器电连接；
S5.点燃模拟火源燃烧器，使火源温度达到目标值；
S6.在模拟火源燃烧器的火源持续燃烧过程中，通过控制器收集并观测待测试调压箱箱体内表面的温度、调压管道的表面温度以及调压管道各处的压力值，并观察待测试调压箱外表面是否被引燃；
S7.模拟火源燃烧器持续燃烧预设时间后，停止模拟火源燃烧器的燃烧，根据控制器所监测到的各项压力数值、温度数值，以及观察到的调压箱的表面是否引燃的现象得到调压箱的防火性能。
8.根据权利要求7所述的燃气调压箱防火性能测试方法，其特征在于：步骤S5中，根据第二温度传感器所监测到的火源温度数值，调整第二流量调节阀控制燃气管道内的燃气流量以控制模拟火源燃烧器的火源温度，使火源温度达到目标值。
9.根据权利要求7所述的燃气调压箱防火性能测试方法，其特征在于：步骤S5中，火源温度的目标值为50℃～1000℃。
10.根据权利要求7所述的燃气调压箱防火性能测试方法，其特征在于：步骤S7中，模拟火源燃烧器持续燃烧的预设时间为1min～240min。
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