Hệ thống thử nghiệm lửa trong lò ống Steiner UL910

Buồng đốt lò Steiner UL910

 

Thiết kế tham chiếu theo các tiêu chuẩn dưới đây

 

UL 910: Tiêu chuẩn an toàn UL để kiểm tra độ lan truyền ngọn lửa và giá trị mật độ khói cho cáp điện và cáp quang được sử dụng trong không gian vận chuyển không khí môi trường

 

2.1 Tóm tắt

 

Giải pháp kỹ thuật này dựa trên việc tích hợp thiết bị đo đạc và điện, đồng thời sử dụng hệ thống điều khiển đa chức năng tiên tiến của OMRON để kết hợp trình tự đánh lửa, an toàn cháy, liên động điện, điều khiển nhiệt độ tự động, điều chỉnh thủ công, cảnh báo giám sát và thu thập/truyền thông dữ liệu thành một. Hệ thống điều khiển nhiệt độ và áp suất lò sử dụng hệ thống điều khiển bao gồm bộ điều khiển OMRON + Advantech + phần mềm Visual Basic để điều khiển tự động và giám sát trực tuyến. Trạm vận hành Advantech trên máy tính vận hành và giám sát các thông số quy trình cần thiết của lò. Nó có chức năng lưu trữ dữ liệu, kiểm tra và in ấn. , Và các chức năng khác. Đồng thời, theo yêu cầu của tiêu chuẩn UL910 / NFPA262, có thể thiết lập một phòng thử nghiệm đốt chuyên dụng để thử nghiệm đốt, Phòng thử nghiệm đốt này cách ly hiệu quả lò đường hầm nằm ngang Steiner, Lắp đặt đầu đo mật độ khói trong phòng tối, Tránh nhiễu từ ánh sáng bên ngoài； Khu vực thử nghiệm đốt, áp dụng phương pháp thiết kế độc lập, theo yêu cầu tiêu chuẩn, nên cung cấp luồng không khí tự do. Do đó, trong suốt quá trình thử nghiệm, giữ cho phòng ở áp suất không khí được kiểm soát từ 0-12 Pa (0-0,05 inch thể tích nước) cao hơn áp suất không khí xung quanh., Nhiệt độ được duy trì ở 18,3 ° C-26,7 ° C (65 ° F-80 ° F) và độ ẩm tương đối từ 45-60%.

 

2.1.1 Điều kiện thiết kế

Loại lò: Lò đường hầm nằm ngang Steiner

Kích thước chính của lò: Kích thước lò 7620mm * 451mm * 305mm

Số nắp lò: Lò đường hầm nằm ngang Steiner: 1 nắp lò

Nhiệt độ làm việc của lò: lên đến 600 ℃ (nhiệt độ khói)

Nhiên liệu: Mêtan có độ tinh khiết ít nhất 95%

Giá trị nhiệt lượng của nhiên liệu: 3500btu / lb

Áp suất nhiên liệu: 0,4-0,5MPa

Mô hình đầu đốt: Đầu đốt đôi hình chữ U 3/4 inch

Nhiệt độ xả của ống khói:<250 ° C, thường nhiệt độ khói được kiểm soát trong vòng 200 ° C.

Phương pháp thử nghiệm của vật thể thử nghiệm: Nâng lò thành phần ngang - nâng trần lò

Điều kiện thiết kế 15KVA, 380V/220V, 3 pha. Lưu ý: Điện áp có thể được tùy chỉnh.

2.1.2 Thông số cấu trúc

2.1.3 n Cấu trúc lò: gạch chịu lửa + tấm thép không gỉ SUS304

2.1.4 n Cấu trúc đáy lò: gạch chịu lửa 229mm x 114,5mm x 64mm

2.1.5 n Loại và số lượng đầu đốt: 1 đầu đốt đôi hình chữ U 3/4 inch.

2.1.6 n Phương pháp xả khói: xả khói cơ học + trộn không khí lạnh ở mặt sau

2.1.7 Phương pháp mở cửa lò: Nâng trần và dịch chuyển lò thành phần ngang (khách hàng tự xây dựng)

2.1.8 Sơ đồ lò

2.1.4 Mục đích:

Để thử nghiệm khả năng bắt lửa UL910 của dây và cáp

2.1.5 Nguyên tắc thiết kế

Áp dụng các nguyên tắc về công nghệ tiên tiến, độ tin cậy, an toàn và tính hợp lý về kinh tế

 

2.2 Cấu trúc lò

 

2.2.1 Vỏ lò

Kết cấu thép của lò bao gồm đầu ống vuông / ống chữ nhật, cột bên và tấm thép thân lò. Sau khi được hàn với độ bền cao, nó tạo thành một khối vững chắc, có thể được sử dụng mà không bị biến dạng trong thời gian dài.

Tấm thép thân lò: SUS304, δ = 3mm

Khung lò: Q235-A, Ống vuông / ống chữ nhật

Thanh ngang lò: Q235-A, Ống vuông / ống chữ nhật

Cửa sổ: Kết hợp hai lớp kính thạch anh và kính cường lực, δ = 3mm, 70mm ± 6mm × 280mm ± 38mm

 

2.2.2 Vật liệu chịu nhiệt của lò

Gạch xây lò thử nghiệm bao gồm gạch chịu lửa, Đồng thời, để cung cấp sự nhiễu loạn không khí cần thiết trong quá trình đốt, Thu được bằng cách đặt sáu viên gạch chịu lửa chịu nhiệt dài 229mm x rộng 114,5mm x dày 64mm (Đường dọc dài của tường và đường song song dài 114,5mm). Theo đường tâm đầu đốt đo được đến đường tâm gạch chịu lửa, Gạch chịu lửa gần cửa sổ (không cản trở cửa sổ) 1,98m ± 152mm, 3,96m ± 152mm và 5,79 ± 152mm, khoảng cách của phía bên kia là 1,37m ± 152mm, 2,90m ± 152mm và 4,88m ± 152mm.

Khả năng chịu nhiệt cao nhất: 1427℃ (2600℉)

Khối lượng riêng: 0,77 ± 0,046g/cm3

Độ dẫn nhiệt ở nhiệt độ trung bình:

260℃(500℉) 0,23W/m·℃

538℃(1000℉) 0,27 W/m·℃

815℃(1500℉) 0,32 W/m·℃

1093℃(1500℉) 0,37 W/m·℃

2.2.3 Cửa lò và cơ chế ép

Vận hành Cửa lò phía trên thân lò, như một thiết bị bịt kín cho thân lò. Bao gồm kim loại và chất cách điện vô cơ, Chất cách điện bao gồm chất cách điện vô cơ, vật liệu cách điện vô cơ dày 51mm ± 6mm

Cửa lò ngang được hàn bằng thép hình, sử dụng phương pháp nâng dọc trọng lượng tự thân để nén, để quan sát tình trạng của lò, cửa sổ quan sát được lắp đặt ở cả hai bên của thành lò, để có được một con dấu hiệu quả, một con dấu nước hiệu quả hoạt động như một con dấu giữa cửa lò và thân lò, Sử dụng nước máy làm nguồn nước tuần hoàn không chỉ có thể cung cấp một con dấu để kiểm tra chất lượng của thân lò và cửa lò mà còn lấy đi nhiệt trong quá trình thử nghiệm đốt và bảo vệ hiệu quả thân lò.

Phòng thí nghiệm nên cung cấp cần cẩu để nâng nắp.

Nhiệt độ sử dụng hiệu quả tối đa lên đến 1050℃；

Mật độ: 335 ± 5kg/m3;

Độ dẫn nhiệt: 0,085W/mK@400 ℃

Kích thước 7620 ± 50mm * 451 ± 5mm * 305 ± 5mm

2.2.4 Buồng nạp và vách ngăn nạp

Kết cấu thép của lò bao gồm đầu ống vuông / ống chữ nhật, cột bên và tấm thép thân lò. Sau khi được hàn với độ bền cao, nó tạo thành một khối vững chắc, có thể được sử dụng mà không bị biến dạng trong thời gian dài. Vách ngăn hút gió được điều khiển bằng khí nén và có thể tự động mở và đóng. Buồng nạp Phần tử này phải có một lỗ hình chữ nhật có kích thước 298,5mm ± 6mm × 464mm ± 6mm để cho phép không khí đi qua vách ngăn gần nhất vào buồng thử nghiệm đốt.

Tấm thép lò: SUS304, δ = 3mm

Khung lò: Q235-A, ống vuông / ống chữ nhật

Gân ngang lò: Q235-A, ống vuông / ống chữ nhật

2.2.4 Hệ thống xả khói và hệ thống điều khiển áp suất lò

Việc xả của thân lò áp dụng hình thức xả cơ học để đảm bảo rằng áp suất và nhiệt độ trong lò và khí thải đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn. Nó bao gồm phần chuyển tiếp, đường ống xả khói, van bướm tự động và hệ thống điều khiển chênh lệch áp suất. Phần chuyển tiếp: một phần tử thép không gỉ hình chữ nhật có chiều dài 902mm ± 6mm × chiều rộng 686mm ± 6mm × chiều cao 438mm ± 6mm và 457mm ± 6mm Nó bao gồm một phần chuyển tiếp hình elip hình chữ nhật dài và phần chuyển tiếp hình elip hình chữ nhật được nối với một ống xả có đường kính trong (I.D.) là 406mm ± 3m. Bên ngoài của phần chuyển tiếp được cách nhiệt bằng lớp phủ sợi gốm 51mm, với mật độ 130kg / m3. Tấm thép là SUS304, δ = 1,5mm. Ống xả: Ống xả 406mm ± 3mm I.D., kéo dài từ đầu xả của phần chuyển tiếp từ 4,88m đến 5,49m đến đường tâm của hệ thống đo khói, để cung cấp một luồng khí thải trộn hoàn toàn. Lỗ mở ống xả phải được cách nhiệt bằng vật liệu vô cơ chịu nhiệt độ cao ít nhất 51mm, từ phần truyền xả đến hệ thống phát hiện khói. Tấm thép là SUS304, δ = 1,5mm. Hệ thống điều khiển chênh lệch áp suất: Máy dò phải bao gồm một cột thép không gỉ có chiều dài cột được đánh giá gấp đôi đường kính ngoài của cột, chiều dài của vòi đo áp suất là 25 ± 12mm. 25 ± 12mm và một vách ngăn rắn trung tâm. Đầu dò hai chiều được kết nối với một cảm biến áp suất, có thể đọc hiệu quả giá trị áp suất trong lò.

 

Van điều tiết xả: 406mm I.D. Van điều tiết điều khiển dòng chảy ống một mảnh của ống được lắp đặt ở 1,68m ± 0,15m bên dưới ống xả của hệ thống đo khói và đường tâm là đường tâm.

Vị trí tương đối của các bộ phận chuyển tiếp xả, ống dẫn xả, hệ thống đo khói và van điều tiết ống xả được hiển thị trong hình.

Để duy trì kiểm soát luồng không khí trong suốt quá trình thử nghiệm, van điều tiết ống xả phải được điều khiển bởi một hệ thống phản hồi vòng kín tạo thành giao tiếp hiệu quả với hệ thống điều khiển chênh lệch áp suất.

2.2.5 Bản vẽ hiệu ứng: Buồng lò đường hầm Steiner

2.3 Hệ thống đốt

 

2.3.1 Đầu đốt

Khí đến đầu đốt phải được cung cấp bởi một ống dẫn đầu vào duy nhất, Phân tán qua phần T đến từng đầu đốt. Ống khuỷu được đánh giá cho cửa thoát khí 19mm (0,75 inch), mặt phẳng đầu đốt phải song song với sàn phòng thử nghiệm. Điều này cho phép khí được hướng trực tiếp lên mẫu. Mỗi đầu đốt sử dụng đường tâm 102mm ± 6mm ở mỗi bên của đường tâm của buồng thử nghiệm đốt của nó để tạo thành các vị trí sao cho ngọn lửa đầu đốt được phân bố đều.

Sử dụng hệ thống đánh lửa điện để đốt bếp gas từ xa, đảm bảo hiệu suất an toàn, Bộ đánh lửa điện áp cao, 44KV, 50mA, điện áp tối thiểu của điện cực đánh lửa là 1,8kVp.

2.3.2 Nhóm van

2.3.3.1 Hệ thống đường ống dẫn khí

Mêtan có độ tinh khiết không dưới 95% được gửi đến lò thông qua van bi, van giảm áp, đồng hồ đo áp suất, hai van điện từ và bộ điều khiển lưu lượng khối.

2.3.3.2 Các thành phần đường ống dẫn khí:

① Van giảm áp: Van giảm áp Ito Mirai của Nhật Bản với bù áp suất đầu vào và tắt áp suất bằng không, Theo độ căng lò xo đã đặt. Áp suất đầu ra của van điều chỉnh áp suất vẫn không đổi và không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong dòng khí. Khi không có khí chảy qua van giảm áp, van điều chỉnh sẽ tự động đóng.

② Van điện từ: mở để cắt, thời gian đóng nhanh 1 giây, đóng nhanh và phản ứng nhanh. Tần số làm việc tối đa: 20 lần / phút, áp suất làm việc tối đa: 360mbar.

③ Đồng hồ đo áp suất công tắc áp suất: đo áp suất của đường ống dẫn khí chính và mở đường cho việc điều chỉnh áp suất khí trong giai đoạn chạy thử, có thể đảm bảo rằng áp suất của đường ống dẫn khí được duy trì ở mức bình thường. Phạm vi áp suất: 0 ~ 20kpa.

④ Bộ điều khiển lưu lượng khối: Bộ điều khiển lưu lượng khối AALBORG của Mỹ, thép không gỉ 316, áp suất tối đa 1000psig (70bar), tốc độ rò rỉ nhỏ hơn 1 × 10-7 sml / s, được hiệu chuẩn bởi NIST, tín hiệu 0 ～ 5VDC và 4 ～ 20mA, bảo vệ mạch, Tốc độ điều khiển ≤ 2s, độ chính xác điều khiển là ± 1% FS, độ lặp lại ± 0,5FS, phạm vi nhiệt độ 0 ～ 50 ℃, phạm vi độ ẩm 0 ～ 90%, màn hình kỹ thuật số, nguồn cung cấp khí đáp ứng 5000Btu (5,3MJ) / trong quá trình thử nghiệm điều khiển tự động Yêu cầu nhiệt phút, phần mềm tự động ghi lại lượng khí đã sử dụng; nó có thể hợp tác với đầu đốt đầu ra tiêu chuẩn 5,3MJ / phút nhiệt và theo các tiêu chuẩn khác nhau, lưu lượng khí có thể được kiểm soát bằng đồng hồ đo lưu lượng khối, phạm vi đo là 0 ~ 160L / phút, có thể thay đổi đầu đốt Giá trị nhiệt lượng đầu ra, năng lượng đầu ra tối đa có thể đạt 100MJ / phút;

⑤ Bộ lọc khí: Bộ lọc khí Guilong của Ý, khẩu độ bộ lọc bông<50um

 

2.4 Hệ thống đo mật độ khói

 

2.4.1 Nguồn sáng hệ thống đo mật độ khói

Đèn kín GE 12V của Mỹ, ống kính sạch, đèn chiếu điểm tự động được gắn trên mặt cắt ngang của ống xả, chùm ánh sáng phải chiếu lên dọc theo trục dọc của ống xả, Chùm hình trụ phải đi qua các lỗ có đường kính 76mm ± 3mm ở trên và dưới của ống 406mm (16 inch) I.D., và các chùm kết hợp phải tập trung tại trung tâm của pin quang điện.

2.4.2 Thiết bị thu cho hệ thống đo mật độ khói

Các tế bào quang điện phát ra trực tiếp theo tỷ lệ ánh sáng nhận được phải được đặt phía trên nguồn sáng và tổng khoảng cách từ đường đi của ánh sáng đến pin là 914mm ± 102mm. Các tế bào quang điện phải được kết nối với thiết bị ghi, được sử dụng để cho thấy rằng ánh sáng tới trong khói biến mất bị suy giảm do các trường hợp đặc biệt và các hiệu ứng khác.

2.4.4 Đường cong gia nhiệt: Đáp ứng các yêu cầu về kiểm soát nhiệt độ tăng và giảm và độ lệch nhiệt độ lò.

2.4.5 Tiêu chí kiểm soát áp suất và nhiệt độ lò: Gia nhiệt trước được thực hiện bằng cách sử dụng một tấm thép và một lớp ván xi măng gia cố bằng sợi không tráng, dày 6 mm x dài 2,44 m, đủ rộng để đặt trên các giá đỡ của buồng như hình, với mái có thể tháo rời tại chỗ. Nhiên liệu được cung cấp bằng mêtan, được điều chỉnh đến tốc độ dòng chảy yêu cầu bằng cách sử dụng một lỗ mở 16mm ± 1,5mm trong vách ngăn đầu vào. Gia nhiệt trước được thực hiện cho đến khi nhiệt độ đạt 66°C ± 3°C như được chỉ ra bởi cặp nhiệt điện sàn ở 7,09 m ± 13 mm. Buồng thử nghiệm đốt được phép nguội đi khi nhiệt độ do cặp nhiệt điện sàn ở 3,96 m đạt 41°C ± 3°C.

2.4.6 Vận tốc dòng không khí: Bảy điểm này được xác định bằng cách chia đường hầm thành bảy phần bằng nhau và ghi lại vận tốc dòng chảy tại tâm hình học của mỗi phần. Các điểm nằm ở 7m ± 25mm từ đường tâm của lò gas và 152mm ± 6mm bên dưới mặt phẳng của giá đỡ mái. Vận tốc dòng chảy 1,22m/giây ± 0,025m/giây (4ft/giây ± 0,083ft/giây) phải thu được.

Dịch bằng DeepL.com (phiên bản miễn phí)

2.4.7 Cặp nhiệt điện lò: Một cặp nhiệt điện hợp kim niken-crom 19 AWG ở cửa với mối nối 9,5mm ± 3mm tiếp xúc với không khí buồng đốt phải được chèn qua sàn của buồng thử nghiệm. Đầu của cặp nhiệt điện phải là 25,4mm ± 3mm bên dưới bề mặt trên của băng sợi thủy tinh, 7,01m ± 13mm từ đường tâm của vòi phun lò và ở giữa chiều rộng của buồng đốt. Một cặp nhiệt điện hợp kim niken-crom 19 AWG được nhúng 3,2mm ± 1,5mm bên dưới bề mặt của sàn buồng thử nghiệm phải được đặt 3,96m ± 13mm từ đường tâm của vòi phun lò và 7,09m ± 13mm từ xi măng chịu lửa và ở giữa chiều rộng buồng đốt.

Môi trường làm việc

Buồng thử nghiệm cháy, trong đó buồng thử nghiệm và hệ thống đo khói được đặt, phải được cung cấp điều kiện dòng không khí tự do để duy trì áp suất được kiểm soát trong buồng từ 0 đến 12 Pa (0 đến 0,05 inch cột nước) trên áp suất không khí xung quanh trong suốt thời gian của mỗi lần thử nghiệm. Nhiệt độ phải từ 18,3°C đến 26,7°C (65°F đến 80°F) và độ ẩm tương đối phải từ 45% đến 60%.

 

Các thiết bị điều hòa không khí và tạo ẩm và hút ẩm được lắp đặt để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong nhà, đồng thời cung cấp nhiệt kế và ẩm kế để theo dõi môi trường trong nhà, cũng như đồng hồ đo áp suất khí quyển để theo dõi áp suất trong nhà.

 

1.2 Yêu cầu về nước, điện và khí để lắp đặt thiết bị

 

1.2.1 Yêu cầu về nước

1.2.1.1 Hỗ trợ làm mát lò đường hầm: nước máy, 0,07mpa

1.2.2 Yêu cầu về địa điểm

1.2.2.1 Diện tích sàn của lò đường hầm: chiều dài không nhỏ hơn 22 mét, chiều rộng không nhỏ hơn 4 mét, chiều cao không nhỏ hơn 4 mét;

1.2.3 Yêu cầu về điện

1.2.3.1 Yêu cầu về điện1: 220V, 50Hz

1.2.3.2 Yêu cầu về điện 2: 380V, 50Hz

UL 910: Tiêu chuẩn an toàn UL để kiểm tra độ lan truyền ngọn lửa và giá trị mật độ khói cho cáp điện và cáp quang được sử dụng trong không gian vận chuyển không khí môi trường

 

5.2 Thông số kỹ thuật:

 

1. đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn thử nghiệm NFPA 262 và UL910, cũng như dữ liệu và đường cong cần được ghi lại trong các tiêu chuẩn;

2. thiết bị đo mật độ khói, độ lệch 1%, phạm vi dao động toàn thang nhỏ hơn 1%, có thể được xác nhận bằng hiệu chuẩn sau bộ lọc;

3. với hộp hút gió ở trạng thái mở, luồng không khí của quạt ly tâm có thể làm cho áp suất tĩnh trong phần đo áp suất tĩnh đạt 37pa;

4. với hộp hút gió đóng, áp suất tĩnh tăng lên ít nhất 93pa;

5. vận tốc không khí trong hộp đốt có thể được điều chỉnh thành 1,22 m/giây ± 0,025 m/giây; vận tốc không khí phải được ghi lại tại bảy điểm, mỗi điểm nằm cách đường tâm của đầu đốt gas 7 m ± 25 mm (23 ft ± 1 in) và 152 mm ± 6 mm (6 in ± 0,25 in) bên dưới mặt phẳng của mặt bích đỡ nắp trên. Xác định bảy điểm này bằng cách chia chiều rộng ống khói thành bảy đoạn bằng nhau và ghi lại vận tốc không khí tại tâm hình học của mỗi đoạn.

6. một nguồn cung cấp khí có thể điều chỉnh là 86 kW ± 2 kW (294.000 ± 7300 Btu/giờ); đầu ra tế bào quang điện, áp suất khí, chênh lệch áp suất trên tấm lỗ và thể tích khí đã sử dụng phải được ghi lại liên tục trong khoảng thời gian 2 giây trong suốt quá trình thử nghiệm.

7. Đường cong tăng nhiệt độ phải tương tự như đường cong yêu cầu trong tiêu chuẩn, với độ lệch là 2% hoặc ít hơn;

8. báo cáo đầu ra của đồ thị khoảng cách lan truyền ngọn lửa theo thời gian trong thời gian thử nghiệm

9. báo cáo đầu ra của đồ thị vận tốc đường ống trong quá trình thử nghiệm.

5.3 Chấp nhận vật liệu tiêu chuẩn:

Cáp tiêu chuẩn TP149 được sử dụng để đánh giá chấp nhận thiết bị và kết quả được đề xuất của nó được hiển thị trong bảng dưới đây: