一種防火試驗設(shè)備及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種試驗設(shè)備,包括依次順序的加熱裝置、輸送裝置、流量控制裝置、主燃燒室、燃燒控制裝置、流速控制裝置。加熱裝置自動控制循環(huán)熱水的溫度,溫度恒定,誤差小;輸送裝置水泵電機采用變頻電機,PLC控制系統(tǒng),能夠在試驗過程中恒定的控制循環(huán)熱水的流速、流量和壓力;燃燒控制裝置能夠?qū)^調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)丙烷氣體和空氣的混合比例,產(chǎn)生800±50℃的火焰溫度,通過自動測溫記錄儀對火焰溫度進行記錄并自動保存,溫度波動小,結(jié)構(gòu)簡單,節(jié)約能源。整個防火試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、造價低廉、自動化程度高,并且整個試驗機操作使用方便。
【專利說明】一種防火試驗設(shè)備及測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠軟管總成試驗裝備【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種自控高溫火焰燃燒試驗設(shè)備及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在海洋石油鉆探開發(fā)作業(yè)設(shè)備按國際標準所要求的軟管總成在進行操作時(如:在受到設(shè)想工作壓力影響時進行密封的情況下)應(yīng)具有耐火性,并能夠確定軟管組件的耐火時間。因此需要為應(yīng)對實際發(fā)生的火災(zāi)而模擬燃燒火焰,從而確定出在800 土 50 V的火焰溫度下連續(xù)燃燒30分鐘軟管總成應(yīng)該無泄露,可以正常工作,從而保證鉆井平臺有足夠的救援或應(yīng)急準備時間,保證人員和設(shè)備的生命安全和財產(chǎn)安全。
[0003]由于防火試驗設(shè)備需要具備自動控制火焰燃燒溫度,自動記錄,自動保持恒定試驗壓力,具有高度的系統(tǒng)集成化要求,當前國內(nèi)各大試驗機構(gòu)和生產(chǎn)廠家沒有現(xiàn)成的符合試驗要求的防火試驗設(shè)備,因此國內(nèi)不能開展符合IS015540-2001《船舶與海上技術(shù)軟管組件耐火性試驗方法》標準的耐火阻燃試驗,制約了我國海洋工程裝備行業(yè)專用高壓防火阻燃橡膠軟管總成的技術(shù)發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種防火試驗設(shè)備,該設(shè)備具有自動控制火焰燃燒溫度,自動記錄,自動調(diào)節(jié)恒定壓力,機電一體化,節(jié)能環(huán)保的功能。
[0005]為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種防火試驗設(shè)備,包括依次順序的加熱裝置、輸送裝置、流量控制裝置、主燃燒室、燃燒控制裝置、流速控制裝置。
[0007]在主燃燒室26內(nèi)安裝好試驗軟管總成5后,將經(jīng)加熱裝置加熱后的恒溫熱水通過變頻器19調(diào)節(jié)的循環(huán)熱水泵11和流速控制閥2的雙重控制后保持恒定的流速和壓力,通過輸送軟管18、7、1和回水管12連接,形成一個閉環(huán)循環(huán)。通過燃燒控制裝置調(diào)節(jié)燃燒器28火焰溫度保持在850±50°C,用熱電偶測溫儀29對火焰溫度進行測量,通過連接到電腦31上的傳感器30對溫度進行采集并在電腦上進行即時顯示,并自動生成試驗圖表。當達到試驗時間后關(guān)閉燃燒裝置,冷卻后卸下試驗軟管總成5,結(jié)束試驗。
[0008]其中,防火試驗設(shè)備加熱裝置自動控制循環(huán)熱水的溫度,溫度恒定,誤差??;
[0009]其中,輸送裝置采用變頻器19控制循環(huán)熱水泵11電機的轉(zhuǎn)速,從而調(diào)節(jié)熱水泵的出水流量。循環(huán)熱水的流量通過數(shù)顯式流量計9直讀顯示,熱水的壓力通過壓力表10顯示。控制裝置能夠在試驗過程中恒定的控制循環(huán)熱水的流速、流量和壓力,達到了試驗條件的要求;
[0010]其中,主燃燒室26設(shè)有耐高溫玻璃觀察窗口,可以在500°C的溫度下長期工作,能夠觀察燃燒過程試驗軟管總成5有無泄露和其他異常,以便及時采取處理措施。并且能夠?qū)⑷紵^程中產(chǎn)生的煙塵通過排煙筒16自動排出,安全可靠。[0011]其中,燃燒控制裝置能夠通過調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)丙烷氣體和空氣的混合比例,產(chǎn)生850±50°C的火焰溫度,通過自動測溫記錄儀對火焰溫度進行記錄并自動保存,溫度波動小,結(jié)構(gòu)簡單,節(jié)約能源。
[0012]其中,流速控制裝置采用流速控制閥2,能夠精確調(diào)節(jié)循環(huán)水的流速,簡便易用。
[0013]本發(fā)明中,被試驗的軟管總成5的增強層材料,可以是鋼絲簾線、鋼絲絞股線材料、鋼絲或鋼絲繩。軟管內(nèi)徑從# 6mm- Φ 254mm,長度0.5米-1.5米。試驗軟管總成與連接鋼管的連接方式可以是法蘭,也可以是螺紋。
[0014]本發(fā)明的防火試驗設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、造價低廉、自動化程度高,并且整個試驗機操作使用方便的特點。
[0015]本發(fā)明提供了一種能夠?qū)Ψ阑疖浌芸偝桑?00±50°C的火焰溫度下燃燒30分鐘以上的防火試驗設(shè)備,包括依次順序的加熱裝置、輸送裝置、流量控制裝置、主燃燒室、燃燒控制裝置、流速控制裝置。防火試驗設(shè)備加熱裝置自動控制循環(huán)熱水的溫度,溫度恒定,誤差??;輸送裝置水泵電機采用變頻電機,PLC控制系統(tǒng),能夠在試驗過程中恒定的控制循環(huán)熱水的流速、流量和壓力,達到了試驗條件的要求;主燃燒室設(shè)有耐高溫玻璃,可以在800°C的溫度下長期工作,能夠?qū)⑷紵^程中產(chǎn)生的煙塵自動排出,安全可靠。燃燒控制裝置能夠?qū)^調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)丙烷氣體和空氣的混合比例,產(chǎn)生800±50°C的火焰溫度,通過自動測溫記錄儀對火焰溫度進行記錄并自動保存,溫度波動小,結(jié)構(gòu)簡單,節(jié)約能源。流速控制裝置采用流速調(diào)節(jié)閥門,能夠精確調(diào)節(jié)循環(huán)水的流速,簡便易用。整個防火試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、造價低廉、自動化程度高,并且整個試驗機操作使用方便。完全滿足并超過GB/T21476/IS015540《船舶與海上技術(shù)軟管組合件的耐火性能試驗臺要求》標準的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為防火試驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]其中:1輸送軟管,2流速控制閥,3數(shù)顯式溫度計,4連接鋼管,5試驗軟管總成(試樣),6連接鋼管,7輸送軟管,8數(shù)顯式溫度計,9數(shù)顯式流量計,10壓力表,11循環(huán)熱水泵,12回水管路,13溫度表,14熱水箱,15排煙筒,16鼓風機,17出水管路,18輸送軟管,19變頻器,20活動式控制車,21丙烷氣體,22壓縮空氣站,23丙烷調(diào)節(jié)閥,24空氣調(diào)節(jié)閥,25氣體輸送軟管,26主燃燒室,27活動式燃燒器支架,28燃燒器,29熱電偶測溫儀,30傳感器,31電腦
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖通過具體實例詳細描述本發(fā)明:
[0019]一種防火試驗設(shè)備,包括以下部件:
[0020]1、加熱裝置
[0021]加熱裝置包括熱水箱14,溫度表13,蒸汽加熱盤管,進水管路,出水管路17,回水管路12。
[0022]熱水箱14由不銹鋼鋼板焊接而成,防止水箱銹蝕對輸送設(shè)備造成的影響。水箱外部采用保溫板進行保溫處理,結(jié)構(gòu)為全密封結(jié)構(gòu),具有優(yōu)異的保溫效果,可以保持熱水溫度恒定。[0023]蒸汽加熱盤管由不銹鋼鋼管加彎頭焊接而成,放置于熱水箱14的底部,可以通入飽和蒸汽對通入的已加熱自來水進行二次快速加熱,使用閥門調(diào)節(jié)蒸汽通入量的大小來控制熱水的溫度,使溫度保持在80°C ±2°C的范圍內(nèi)。
[0024]當熱水箱14內(nèi)的水溫不足時或熱水溫度高于標準溫度時,可以通過進水管路通入自來水進行補充或降溫。
[0025]進水管路,出水管路17,回水管路12均采用不銹鋼鋼管一端與熱水箱14連接,鋼管另一端與帶有螺旋鋼絲增強的輸送軟管通過法蘭盤連接,各管路的鋼管上均裝有控制閥門,用于單獨開啟或關(guān)閉管路。
[0026]2、輸送裝置
[0027]輸送裝置由輸送軟管1,輸送軟管7,輸送軟管18構(gòu)成。
[0028]軟管采用帶有螺旋鋼絲增強的軟管總成通過法蘭盤連接,可以承受試驗時管路的工作壓力,并能消除受壓狀態(tài)時軟管的伸長。
[0029]輸送管路采用柔性管道,可以適應(yīng)被試驗軟管總成5因長度不同帶來的安裝不便,可以實現(xiàn)試驗軟管總成5的快速安裝。
[0030]3、流量控制裝置
[0031]流量控制裝置包括活動式控制車20,循環(huán)熱水泵11,變頻控制器19,數(shù)顯式流量計9,數(shù)顯式溫度表8,壓力表10。
[0032]通過變頻器19對循環(huán)熱水泵11的電機運轉(zhuǎn)速度進行調(diào)節(jié),使循環(huán)管路中的熱水流量和壓力達到標準要求,由安裝在活動式控制車20上的數(shù)顯式流量計9顯示出設(shè)備當前循環(huán)熱水的流量,由數(shù)顯式溫度計8顯示出試驗軟管總成5進口端熱水的溫度,由壓力表10顯示出設(shè)備當前循環(huán)熱水的工作壓力。
[0033]采用活動式控制車20可以消除循環(huán)熱水泵11工作時因流量和壓力產(chǎn)生的輸送軟管7和輸送軟管18產(chǎn)生的變形和伸縮變化。
[0034]4、流速控制裝置
[0035]流速控制裝置采用流速控制閥2。
[0036]開始試驗時,循環(huán)熱水泵11工作后產(chǎn)生了循環(huán)熱水的流量和壓力,根據(jù)不同口徑試驗軟管總成5的試驗標準要求的流量、流速和壓力,調(diào)節(jié)流速控制閥2,對循環(huán)熱水的通過量進行微調(diào)控制,從而改變了流速的快慢,達到標準要求的流速。
[0037]流速控制閥2具有靈敏可靠,經(jīng)濟實用的效果,可以精準的實現(xiàn)對試驗要求的循環(huán)熱水的流速進行調(diào)節(jié)。
[0038]5、主燃燒室
[0039]主燃燒室26包括連接鋼管4,連接鋼管6,試驗軟管總成5,排煙筒16,鼓風機15。
[0040]主燃燒室26由鋼板焊接而成,牢固可靠,前部設(shè)計了安裝有耐高溫玻璃的觀察窗口,可以在800°C的溫度下長期工作,能夠觀察燃燒過程試驗軟管總成5有無泄露和其他異常,以便及時采取處理措施。燃燒室頂端設(shè)有鼓風機15和排煙筒16,可以保持試驗過程中空氣的流暢,方便將燃燒過程中產(chǎn)生的煙塵通過排煙筒16自動排出,安全可靠。
[0041]主燃燒室兩側(cè)安裝有連接鋼管4和連接鋼管6,連接鋼管一端焊接法蘭盤,一端安裝活動式法蘭盤。當試驗軟管總成5的接頭為法蘭連接形式時,可以直接與連接鋼管4和連接鋼管6的活動式法蘭盤直接連接安裝,當試驗軟管總成5的接頭為螺紋連接形式時,可以將連接鋼管4和連接鋼管6的活動式法蘭盤換成螺紋式接頭進行連接安裝。
[0042]連接鋼管4和連接鋼管6采用頂螺栓固定方式固定,距離可以調(diào)節(jié),因此可以適應(yīng)不同長度的試驗軟管總成5的安裝,試驗軟管總成5長度可以控制在0.5米-1.5米之間任意長度。當安裝和拆卸試驗軟管總成5時,只需要松開頂螺栓,移動并調(diào)節(jié)連接鋼管4和連接鋼管6之間的距離就可以達到快速安裝的效果。
[0043]6、燃燒控制裝置
[0044]燃燒控制裝置包括丙烷氣體21,壓縮空氣站22,丙烷調(diào)節(jié)閥23,空氣調(diào)節(jié)閥24,氣體輸送軟管25,主燃燒室26,27活動式燃燒器支架,燃燒器28,熱電偶測溫儀29,傳感器30,電腦31。
[0045]燃燒試驗時,丙烷氣體21和壓縮空氣22通過輸送軟管25,輸送到燃燒器28內(nèi),采用電子打火裝置點燃混合氣體后,分別通過丙烷調(diào)節(jié)閥23和壓縮空氣調(diào)節(jié)閥24調(diào)節(jié)輸入火焰溫度。
[0046]在燃燒器的上面安裝有4個熱電偶測溫儀29,測溫探頭將探測到的火焰溫度通過傳感器30,將信號傳輸?shù)诫娔X31上,電腦31安裝有測試軟件,會即時將收集到的信號轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)和圖表,顯示到屏幕上。
[0047]電腦31的測試軟件可以將試驗的數(shù)據(jù)和結(jié)果連續(xù)記錄并自動存盤,數(shù)據(jù)記錄時間可以精確到秒。
[0048]燃燒器28上均排有噴嘴,各噴嘴可以單獨控制開關(guān),同時燃燒器28的火焰寬度可以單獨控制,不同直徑的試驗軟管總成5可以采用不同寬度的燃燒火焰。
[0049]燃燒器28安裝在活動式支架27上,可以橫向和縱向移動,同時高度可以任意調(diào)節(jié),可以適應(yīng)不同長度,不同直徑的試驗軟管總成5的不同試驗要求。
[0050]在進行防火試驗測試時,在主燃燒室26內(nèi)安裝好試驗軟管總成5后,將經(jīng)加熱裝置加熱后的恒溫熱水通過變頻器19調(diào)節(jié)的循環(huán)熱水泵11和流速控制閥2的雙重控制后保持恒定的流速和壓力,通過輸送軟管18、輸送軟管7、輸送軟管I和回水管12連接,形成一個閉環(huán)循環(huán);
[0051]燃燒試驗時,丙燒氣體21和壓縮空氣22通過氣體輸送軟管25,輸送到燃燒器28內(nèi),采用電子打火裝置點燃混合氣體后,分別通過丙烷調(diào)節(jié)閥23和壓縮空氣調(diào)節(jié)閥24調(diào)節(jié)輸入火焰溫度保持在850±50°C,用熱電偶測溫儀29對火焰溫度進行測量,通過連接到電腦31上的傳感器30對溫度進行采集并在電腦上進行即時顯示,電腦31安裝有測試軟件,會即時將收集到的信號轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)和圖表,顯示到屏幕上;當達到試驗時間后關(guān)閉燃燒裝置,冷卻后卸下試驗軟管總成5,結(jié)束試驗。
【權(quán)利要求】
1.一種防火試驗設(shè)備,其特征在于:包括加熱裝置、輸送裝置、流量控制裝置、主燃燒室、燃燒控制裝置、流速控制裝置;加熱裝置連接輸送裝置,輸送裝置上設(shè)有流量控制裝置和流速控制裝置,輸送裝置連接主燃燒室和燃燒控制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的防火試驗設(shè)備,其特征在于: 所述加熱裝置包括自動控制水溫的熱水箱、溫度表、蒸汽加熱盤管、進水管路、出水管路、回水管路;進水管路、出水管路、回水管路的一端均與熱水箱連接,另一端與輸送軟管連接,各管路上均裝有用于單獨開啟或關(guān)閉管路的控制閥門, 所述輸送裝置為輸送軟管;輸送軟管與加熱裝置中的進水管路、出水管路、回水管路連接,形成閉環(huán)循環(huán)管路; 所述流量控制裝置中通過變頻器控制循環(huán)熱水泵的轉(zhuǎn)速,控制熱水泵出水的流量、流速和壓力; 自熱水箱出水口的水經(jīng)輸送軟管輸送,通過流量控制裝置控制循環(huán)熱水的流量、流速和壓力后,輸送軟管與主燃燒室中試驗軟管總成兩端的連接鋼管分別連接; 試驗軟管總成安裝在主燃燒室內(nèi),試驗軟管總成的兩端分別與連接鋼管連接;主燃燒室頂端設(shè)有鼓風機和排煙筒,主燃燒室前部安裝有耐高溫玻璃的觀察窗口 ; 燃燒控制裝置中的燃燒器上安裝有若干個熱電偶測溫儀,熱電偶測溫儀將探測到的火焰溫度通過傳感器將信號傳輸?shù)诫娔X上。
3.如權(quán)利要求1所述的防火試驗設(shè)備,其特征在于:所述流速控制裝置為流速控制閥。
4.如權(quán)利要求2所述的防火試驗設(shè)備,其特征在于:所述流量控制裝置包括活動式控制車、循環(huán)熱水泵、變頻控制器、數(shù)顯式流量計、數(shù)顯式溫度表、壓力表; 通過變頻器對循環(huán)熱水泵的電機運轉(zhuǎn)速度進行調(diào)節(jié),使循環(huán)管路中的熱水流量和壓力達到標準要求,由安裝在活動式控制車上的數(shù)顯式流量計顯示出設(shè)備當前循環(huán)熱水的流量,由數(shù)顯式溫度計顯示出試驗軟管總成進口端熱水的溫度,由壓力表顯示出設(shè)備當前循環(huán)熱水的工作壓力。
5.如權(quán)利要求2所述的防火試驗設(shè)備,其特征在于:燃燒器(28)上設(shè)有以單獨控制開關(guān)的若干個噴嘴;燃燒器(28)安裝在活動式燃燒器支架(27)上。
6.一種防火試驗設(shè)備的測試方法,其特征在于: 在主燃燒室(26)內(nèi)安裝好試驗軟管總成(5)后,將經(jīng)加熱裝置加熱后的恒溫熱水通過變頻器(19)調(diào)節(jié)的循環(huán)熱水泵(11)和流速控制閥(2)的雙重控制后保持恒定的流速和壓力,通過輸送軟管(18)、輸送軟管(7)、輸送軟管(I)和回水管(12)連接,形成一個閉環(huán)循環(huán); 燃燒試驗時,丙燒氣體(21)和壓縮空氣(22)通過氣體輸送軟管(25),輸送到燃燒器(28)內(nèi),采用電子打火裝置點燃混合氣體后,分別通過丙烷調(diào)節(jié)閥(23)和壓縮空氣調(diào)節(jié)閥(24)調(diào)節(jié)輸入火焰溫度保持在850±50°C,用熱電偶測溫儀(29)對火焰溫度進行測量,通過連接到電腦(31)上的傳感器(30)對溫度進行采集并在電腦上進行即時顯示,電腦(31)安裝有測試軟件,會即時將收集到的信號轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)和圖表,顯示到屏幕上;當達到試驗時間后關(guān)閉燃燒裝置,冷卻后卸下試驗軟管總成(5),結(jié)束試驗。
【文檔編號】G01N25/00GK104034747SQ201410259058
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】楊鵬, 姜捷軍, 曹曉琨, 徐錦誠 申請人:山東悅龍橡塑科技有限公司