圖1設(shè)備整體參考圖

一、適用范圍：
適用于建（構(gòu)）筑物室內(nèi)外使用的各類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在標(biāo)準(zhǔn)受火條件下確定其耐火特性。
二、符合標(biāo)準(zhǔn)：
2.1符合GB/T9978.1-2008《建筑構(gòu)件耐火試驗方法 第1部分：通用要求》以及ISO834-1：1999》試驗標(biāo)準(zhǔn)；
2.2符合GB/T9978.3-2008《建筑構(gòu)件耐火試驗方法 第3部分：試驗方法和試驗數(shù)據(jù)應(yīng)用注釋》試驗標(biāo)準(zhǔn)；
2.3符合GB/T9978.5-2008《建筑構(gòu)件耐火試驗方法 第5部分：承重水平分隔構(gòu)件的特殊要求》試驗標(biāo)準(zhǔn)；
2.4符合GB/T14907-2018《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》試驗標(biāo)準(zhǔn)。
三、性能特點：
3.1一爐可以多用，可以兼容幾個標(biāo)準(zhǔn)；
3.2采用十六位高精度采集卡，收集各路的溫度、壓力、流量等多方面的數(shù)據(jù)，經(jīng)微機分析、處理和控制產(chǎn)生實時再現(xiàn)的燃燒時的真實信息，并經(jīng)微機分析判定直接得出結(jié)果；整機全部采用優(yōu)質(zhì)器件，確保系統(tǒng)高品質(zhì)，高速度運行，具有*性。
3.3采用16位高精度采集卡+多路模塊+微機，實行PID全自動控制方式，穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性優(yōu)。
3.3采用WINDOWS XP操作界面、精密設(shè)備專用開發(fā)軟件LabView，界面風(fēng)格清新、美觀、簡捷。測試期間實時顯示測量結(jié)果并動態(tài)地繪出曲線，數(shù)據(jù)可以保存、調(diào)閱和打印輸出,可直接打印報表。具有高智能、引導(dǎo)式菜單操作，簡便直觀的特點，使試驗結(jié)果更加準(zhǔn)確。
3.5爐子建造：爐子建造采用美國GOVMARK（哥馬克）技術(shù)。五層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為1300°C時，外層溫度為常溫；使用壽命長，內(nèi)層的保溫材料（易損件）容易更換。
四、工程安裝與整體規(guī)劃：
4.1整體試驗規(guī)劃：為了安全起見，整體實驗室為三部分規(guī)劃：1、燃氣和空氣室為一獨立房間；2、控制室和觀察室為一獨立房間；3、試驗區(qū)域放置在大的空間里，四面要通風(fēng)良好；

圖3試驗區(qū)

圖4燃氣和空氣放置室

圖5控制和觀察室

4.2燃氣控制部分：
4.2.1試驗爐使用50kg灌裝組合式液化石油氣作為燃料，分二組共16瓶。采用自動化控制電路，試驗時當(dāng)壓力低于設(shè)定值，液相切換閥會自動轉(zhuǎn)換到另一組，這樣可防止試驗中燃氣突然耗盡，使試驗中斷。
4.2.2為了使氣化后燃氣充分燃燒，增加了空燃比例閥，自動調(diào)節(jié)空氣和燃氣的比例，可達到燃燒熱值。
4.2.3燃燒器：帶點火不著和火焰熄滅自動報警裝置。
4.2.4燃燒器（含：點火、燒嘴、火焰檢測、溫度控制等裝置）：共20套。
4.2.5燃料消耗量：150~360M3/h.燃料耗氣量能滿足試驗升溫速度控制,含有多種工作模式，以適應(yīng)在各種工作模式下相應(yīng)經(jīng)濟的燃氣使用量。
4.2.6為了灌裝燃氣充分燃燒采用二組15kw大功率氣化爐：氣化爐是通過燃氣控制部分將液相的液化石油氣轉(zhuǎn)化成低壓的氣相液化石油氣，便于在燃燒之中與空氣混合被點著，液氣控制部分的結(jié)構(gòu)見“圖5燃氣控制部分結(jié)構(gòu)圖”，由于液化石油氣由液相轉(zhuǎn)化為氣相需要吸收大量的熱量，所以液相的液化石油氣通過液相切換閥首*入汽化爐。在氣化中吸收熱量轉(zhuǎn)化為氣相.此時，液化石油氣的壓力為1Mpa,而燃燒所需的壓力為幾千帕，所以需要經(jīng)過二級減壓才能達到。在兩級減壓之間有氣液分離器，主要作用是把液化石油氣的水份分離出來，使燃氣充分的燃燒。
4.3試驗環(huán)境要求：
4.3.1水：自來水管；
4.3.2電：AC380V,三相五線制，50Hz，功率65kw；
4.3.3氣：50kg灌裝液化石油氣16瓶。八瓶一組分二組。燃料耗氣量能滿足試驗升溫速度控制,含有多種工作模式，以適應(yīng)在各種工作模式下相應(yīng)經(jīng)濟的燃氣使用量；
4.3.4要求環(huán)境：通風(fēng)良好，操作方便。周圍無易燃、易爆物品。
五、主要技術(shù)參數(shù)：
5.1 儀器組成;耐火試驗水平爐、燃燒控制部分、燃氣氣化和減壓系統(tǒng)、壓力釋放和壓力測量系統(tǒng)、煙氣排放系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、氣體流量測量系統(tǒng)、溫度測量系統(tǒng)（爐溫數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、試驗構(gòu)件溫度采集系統(tǒng)）及專用試驗軟件。
5.2試驗爐：為水平臥式試驗爐，爐內(nèi)尺寸3.0M(長)x4.2M(深)x1.5M（高）。
5.3爐體結(jié)構(gòu)：采用五層結(jié)構(gòu)，內(nèi)為1300°時，外層溫度為常溫。從外到里分別為：層為鋼結(jié)構(gòu)框架；第二層用紅磚砌成外圍；第三層為耐火高溫石棉；第四層為耐火磚；第五層莫來石耐火高溫棉，耐火溫度達到1600°C。爐體外溫度為常溫。
5.4高壓燃燒器：
5.4.1采用150kw功率液化石油氣燃燒器20套，燃燒器有空燃比例控制、配置相應(yīng)的燃氣調(diào)節(jié)閥、空氣調(diào)節(jié)閥達到燃燒效果。為保證安全，燃燒器選型及部件全部應(yīng)采用國際品牌；
5.4.2燃燒器：帶點火不著以及火焰熄滅自動報警裝置；
5.4.3 空燃比例控制：自動調(diào)節(jié)空氣和燃氣的比例，使燃氣能充分燃燒；

圖6空燃比例閥和150kw燃燒器

5.4.4點火控制方式：采用計算機程序自動高壓電子點火控制方式；
5.4.5爐內(nèi)用噴數(shù)量滿足標(biāo)準(zhǔn)時間-溫度曲線要求，并保證爐內(nèi)各點溫度的均勻性。
5.5燃氣管路和空氣管路：由電動執(zhí)行器、蝶閥、空燃比例閥、二級減壓閥、手動蝶閥、點火控制器、高低壓力開關(guān)、燃氣超壓放散閥、氣化爐、燃氣氣液分離器、一級減壓閥、液相切換閥、燃氣壓力表、低壓表、球閥、燃氣泄漏報警器、不銹鋼軟管、燃氣高壓軟管等組成。見圖7

圖7燃氣控制部分結(jié)構(gòu)圖

5.6溫度測量系統(tǒng):
5.6.1爐內(nèi)溫度測量：采用符合GB/T 16839.1規(guī)定的直徑為2.0MM的K型鎧裝熱電偶測量。其熱端伸出不銹鋼套管或瓷套管長度為25mm,熱電偶數(shù)量為20支，左右側(cè)各10支。熱電偶的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、布置符合GB/T9978.1-2008和GB/T9978.5-2008規(guī)定；
5.6.2環(huán)境溫度測量：采用直徑為3.0MM的鎧裝熱電偶偶，符合GB/T16839.1規(guī)定的K型鎳鉻-鎳硅的熱電偶。
5.6.3 爐內(nèi)溫升曲線：每次燃燒持續(xù)時間 360min，溫度1300℃，溫升曲線按下表進行，升溫曲線公式：T＝345 lg（8t＋1）＋20

圖8 標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線

爐溫平均性：熱電偶采集溫度與標(biāo)準(zhǔn)曲線差值＜100℃
滿足如下升控制偏差要求，即：
de≤15%              for   5＜ t ≤10
de=15-0.5(t-10) %    for  10＜ t ≤30
de=5-0.083(t-30)%    for  30＜ t ≤60
de=2.5%              for       t ＞60
5.6.4爐膛溫度采集：選用K型鎧裝熱電偶，為10個溫度采集點。耐溫1300度以上；爐溫數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有實時曲線、歷史曲線存儲功能，熱電偶斷路、短路報警功能；
5.7爐內(nèi)壓力測量系統(tǒng)：
5.7.1爐內(nèi)壓力測量：測量范圍0-100Pa;采用美國進口微差壓力計，為T形測量探頭，測量精度±0.5pa.共三個，具有超壓保護功能，爐內(nèi)壓力高于100Pa執(zhí)行程序超壓保護，停止供氣，終止試驗；符合GB/T9978.1-2008標(biāo)準(zhǔn)。
5.7.2爐膛內(nèi)壓力每間隔5min記錄一次。數(shù)據(jù)采集為3次/秒。爐膛壓力控制及數(shù)據(jù)采集；
5.7.3 T形測量探頭：采用USU310S耐高溫的不銹鋼管，從爐內(nèi)穿過爐墻到達爐外，爐內(nèi)和爐外的壓力保持同一水平高度。
5.7.4壓力變送器：高精度壓力傳感器，共二個。爐內(nèi)壓力符合GB/T9978.1-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，頂部壓力值試驗開始5分鐘之內(nèi)為15pa±5pa，10分鐘后為17pa±3pa；
5.7.5壓力傳感器安裝位置：兩個壓力測量探頭安裝在同一水平面上相對應(yīng)的不同位置。一個用于測控爐內(nèi)壓力，另一個用于對前一個壓力測量探頭進行校核。
5.8整體測量儀器的準(zhǔn)確度：符合GB/T9978.1-2008標(biāo)準(zhǔn)。
5.8.1測量溫度：爐內(nèi) ：±15℃；
5.8.2環(huán)境及背火面：±2.5℃；
5.8.3試驗爐外表溫度：為常溫；
5.8.4爐內(nèi)壓力：±3 pa；
5.8.5時間：±1s/h；
5.9空氣助燃系統(tǒng)：采兩組11kw助燃風(fēng)機提供空氣。在爐體外裝有￠250mm的主空氣管道，然后分兩支連接到每個高壓燃燒器，由空燃比例閥控制空氣和燃氣的比例達到燃燒狀態(tài)。見圖9和圖10

圖9空氣助燃系統(tǒng)（1）

圖10空氣助燃系統(tǒng)（2）

5.10壓力釋放系統(tǒng)：
5.10.1在爐體壁后側(cè)爐壁上裝有兩個排煙孔，連接到排煙管道，將爐體內(nèi)的煙氣排出控制壓力?？刂茽t內(nèi)壓力。壓力釋放風(fēng)機采用耐高溫22kw強力風(fēng)機以及變頻器進行控制，其風(fēng)量大小由計算機程序自動控制以達到燃燒、壓力和排煙的要求。
5.10.2壓力釋放管路：在爐膛內(nèi)的部分采用耐高溫的直徑450mm，USU310S不銹鋼管，能耐高溫1300℃，在上開有手動閥作風(fēng)冷卻。在爐膛外采用壁厚5mm的焊管，在內(nèi)設(shè)有多處水噴霧頭用作水蒸汽冷卻。排出的煙氣可降到150°C以下。
5.10.3壓力釋放功率：AC380，22kw耐高溫的高壓風(fēng)機。
5.10.4冷卻方式：采用風(fēng)冷和水蒸汽二種同步冷卻方式。冷卻管路3m左右，冷卻效果非常好。見圖11
5.10.5爐膛壓力控制及數(shù)據(jù)采集，爐膛壓力能符合GB/T9978.1-2008標(biāo)準(zhǔn)要求與排煙系統(tǒng)組成控制回路進行實時控制；

5.11觀火孔：在爐體后側(cè)壁設(shè)有觀火孔，用來觀察試驗時試件受火面和火焰的情況。
5.12燃氣報警器：2個；用于燃氣室和試驗現(xiàn)場。

圖12壓力加載系統(tǒng)

5.13加載裝置、加載地基：見圖13
5.13.1采用液壓集中加載，加載量為1000KN。滿足GB/T9978.5-2008要求；
5.13.2 采用1000kN缸徑350mm的液壓工作站，主要元件為國內(nèi)品牌。
5.13.3四點加載，每點加載能力200kN。
5.13.4配備冷卻系統(tǒng)。
5.13.5加載地基：采用整個爐子為貫穿式地基，長6.0m，寬1.5m，內(nèi)含400型H鋼，然后用混凝土制成；

圖13加載裝置以及加載地基

5.13.6反作用力架：>1000KN，采用內(nèi)含混凝土的加固橫梁。見圖13

5.14計算機控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集：見圖13和圖14
5.14.1采用計算機控制。數(shù)據(jù)采集分析軟件能基于OPC開放式，利于后續(xù)功能開發(fā)，以及數(shù)據(jù)采集的添加；包括：主控界面，爐溫曲線界面，壓力顯示、試件溫度界面、具有歷史數(shù)據(jù)存儲、查詢等功能以及可轉(zhuǎn)為EXCEL文檔保存。
5.14.2 試驗記錄（3秒/次）按編號存儲，可隨時查詢；可以實時查看試驗報表打印效果，只需點擊開始、計算和保存等按鈕就可完成，使用簡便。
5.14.3 同時增加數(shù)據(jù)調(diào)取功能，可以加載以往的實驗數(shù)據(jù)進行從新計算并形成報告。
5.14.4控制系統(tǒng)硬件：中國臺灣臺達PLC一套；采用16位高精度采集卡通道為個以及多路溫度變送模塊。
5.14.5軟件升級。

圖13 控制部分

圖14操作系統(tǒng)

六、安全防護：
6.1防機械傷害：在各設(shè)備與窯體、設(shè)備與設(shè)備之間均留有工作檢修場地，以利工人的安全通行檢修。各風(fēng)機的皮帶輪、轉(zhuǎn)軸、皮帶等均用安全網(wǎng)罩起，各動力設(shè)備四周均有防護欄和警示牌；
6.2防爆措施：燃燒機有良好的防爆性能及安全保證；各處的閥門、管道接頭、焊接等部位不得燃氣泄露；
6.3燃氣泄漏裝置二套
6.4其它安全防護：在各操作平臺四周有防護欄，爬梯的外側(cè)有安全罩。

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