灭火剂阻惰化性能测试系统及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种灭火剂阻惰化性能测试系统及其测试方法，属于测试技术领 域。
【背景技术】
[0002] 石油化学工业涉及大量的危险化学品，因其本身固有的危险特性，极易发生重特 大事故，属于高危行业。石化工业危险性主要表现在a.涉及到的介质具有燃爆性、毒害性、 腐蚀性;b.反应过程中放出大量热量或含有危险的副反应;c.化工工艺条件苛刻，需要高温 高压、低温负压;d.工业化量产要求反应装置大型化、连续化、复杂化。以上四点潜在危险性 在一定的触发条件下，便会导致泄漏、火灾或爆炸等灾害性事故的发生，造成重大人员伤 亡、巨大财产损失、环境生态灾难以及社会负面影响等。针对危险化学品火灾爆炸事故，目 前的扑救方法是把危险化学品火灾看作一般可燃液体或可燃固体处理，使用常规的灭火 剂，例如纯水、泡沫灭火剂、干粉灭火剂进行扑灭，但在适用性、毒害性、环保性等方面存在 着缺陷。新型的水基灭火剂通过在细水雾中添加不同添加剂，惰化烃类分子，可以阻断燃烧 反应，稀释泄漏物浓度，降低危化品泄漏爆炸的风险。现阶段，对于水基灭火剂的阻惰化性 能测试并没有统一的测试系统以及评判标准。已有的系统测试手段单一、集成度低、局限性 强，并不能全面地评价灭火剂的阻惰化性能。
[0003] 目前，国内外用于灭火剂的阻惰化性能测试的实验系统因实验室而异。由于各个 实验室的研究背景、研究方向和研究手段不同的原因，已开发的实验系统功能比较单一，无 法对灭火剂的阻惰化性能进行多角度、全方位的考察。已有的实验系统主要是以灭火测试 平台为主，灭火测试平台主要分为燃烧系统和灭火剂释放系统，系统仅仅是记录不同灭火 剂扑灭不同燃料火灾所需要的时间，并以此作为评价灭火剂性能的标准。对目前的测试系 统进行分析，可以发现其中存在一定的缺陷。首先，此种测试仅仅考虑到灭火剂种类和燃料 种类两个变量，忽略了测试过程中外界环境变化对灭火过程的影响，例如:外界风的大小， 补气量的多少;其次，测试表征手段单一，无法定量分析灭火过程中火焰温度的变化;再者， 测试系统设备结构简单，无法灵活组合更换。
【发明内容】
[0004] 本发明目的是针对上述不足之处提供一种的是一种灭火剂阻惰化性能测试系统 及其测试方法，其目的是实现对含添加剂的水基灭火剂阻惰化效果的性能测试，旨在克服 现有技术所存在的上述缺陷，填补此研究领域的空白。
[0005] 本发明灭火剂阻惰化性能测试系统及其测试方法是采取以下技术方案实现： 灭火剂阻惰化性能测试系统包括设备主体部分、数据采集部分和附件部分;设备主体 部分包括测试箱(燃烧箱)和排烟风管，数据采集分析部分包括烟密度测试系统、热电偶树、 轴流风机、干燥管、烟气采样探头、变频风机、烟气成份分析仪和计算机(电脑）； 附件部分包括持续点火枪、燃料容器、灭火剂释放喷头、喷头压力表、喷头流量计和喷 头控制阀。
[0006] 所述的测试箱具有长方体测试箱体，测试箱体正面设有可完全开启箱门，在箱门 右侧边设有两个箱门把手，箱门正中设有钢化玻璃观察窗，在测试箱体右侧面中心线上，设 置有多个热电偶的测试预留孔;在测试箱体内下部设置有燃烧室。燃烧室一侧的测试箱体 上装有通风阀，通风阀设置多风叶，每片叶片都可以通过调节螺母调整开放角度。
[0007] 测试箱体上部设置有烟密度测试仪的光路发射器安装孔和光路接收器安装孔;测 试箱体上面预留两个设备安装孔;与测试箱体开口连接的设备通过螺纹紧固，丝堵密封，以 保证连接部分的稳定性和密封性。
[0008] 烟密度测试系统包括光路发射器和光路接收器。光路发射器安装在测试箱体左侧 面设置的光路发射器安装孔上，光路接收器安装在测试箱体右侧面设置的光路接收器安装 孔上，光路发射器和光路接收器分别通过数据线与计算机（电脑)相连，组成烟密度测试系 统。
[0009] 在测试箱体右侧多个热电偶的测试预留孔中安装有多根热电偶，并将热电偶固定 在热电偶基座上，组成热电偶树。热电偶通过数据线与计算机(电脑)相连。
[0010] 测试箱体上面预留一个设备安装孔上安装有排烟风管，排烟风管连接有干燥管以 及轴流风机;测试箱体上面另一个预留设备安装孔上安装有排烟风管，排烟风管②出口处 安装有变频风机，变频风机出风口通过管道与烟气成份分析仪相连通，烟气采样探头安装 在测试箱体顶部排烟风管进风口，烟气成份分析仪通过数据线和计算机(电脑)相连接。
[0011] 所述的附件部分的持续点火枪、燃料容器、灭火剂释放喷头安装在测试箱体下部 设置的燃烧室内，灭火剂释放喷头通过管道与喷头流量计、喷头控制阀相连，管道上装有喷 头压力表，可以控制灭火剂释放流量和喷头工作压力。
[0012] 所述的附件部分的持续点火枪，预喷洒灭火剂的可燃物需要持续的火源才能引 燃，固考虑使用外接燃气的持续点火枪;燃料容器用于装载燃料或者可用于固体燃料的引 燃装置;灭火剂释放喷头与喷头压力表、喷头流量计、喷头阀门相连接，通过喷头压力表(型 号:Y-100B，标度:0-0.1 Mpa)、喷头流量计（型号：SBL-AY-25AZ)、喷头控制阀（型号：Z15T-01DG25)联合控制预先喷洒定量的灭火剂;通风阀设置在测试箱体左侧，通风阀设置多片风 叶，每片叶片都可以通过调节螺母调整开放角度。
[0013] 数据采集分析部分进行烟气密度测量、火焰温度检测、水蒸发量测量、烟气成份分 析。
[0014] 灭火剂阻惰化性能测试系统的测试方法步骤如下： 测试前，先开启变频风机和通风阀，对测试箱体内的气体进行2~3次置换。换气完毕 后，关闭变频风机，在箱体右侧预留孔中安装多根热电偶，并将热电偶固定在热电偶基座 上，组成热电偶树;打开光路发射器和光路接收器；向燃料容器内装入定量的液体燃料;调 节通风阀至实验方案大小;检查数据线路连接正确，关闭箱门；打开喷头阀门，通过喷头流 量计释放定量的灭火剂进入燃料容器内，然后关闭喷头阀门；打开持续点火枪点燃燃料，直 到燃料可以持续稳定的独自燃烧，才能关闭点火枪，同时打开轴流风机、变频风机、烟气成 份分析仪;测试完毕后开启灭火剂释放喷头扑灭火焰，测试完毕。
[0015] 实验后，烟气密度、烟气成份分析仪数据、热电偶测得的火焰温度数据记录在计算 机(电脑）中；将干燥管取下称量其重量，测试前后质量之差即为烟气中水分含量。综合分析 烟气密度、烟气成份、火焰温度、汽化水含量、通风量等因素来评价灭火剂阻惰化性能。
[0016]本发明灭火剂阻惰化性能测试系统及其测试方法的有益效果是:灭火剂阻惰化性 能测试系统及其测试方法设计合理，装置结构简单合理，功能强大，操作方便。在灭火剂阻 惰化性能测试中，考虑到外界环境对燃料燃烧状态的影响，设置半封闭式的燃烧室，通过可 调节进风口控制进气流量。对汽化水量进行测量，可以反映出燃烧过程中燃烧作用和灭火 剂阻惰化效应的相互作用，特别是含添加剂细水雾对火焰增强作用的机理分析。通过使用 测温热电偶树配合数据采集仪及数据处理软件可以对整个燃烧过程中不同位置的火焰温 度进行实时监控。烟密度测试组件基于烟气对光的吸收散射效应，测试燃烧过程中的发烟 量。通过对燃烧温度、发烟量、烟气成份、汽化水量进行监测，为综合考察含添加剂的水基灭 火剂的阻惰化效能提供数据，从而进一步分析。系统可广泛用于新型灭火剂的材料开发、测 试分析、配制研