ZY6236C-SC-SV-VH 水平、垂直耐火试验综合炉
水平、垂直耐火试验综合炉满足GB14907-2018钢结构防火涂料耐火试验要求、满足钢结构防火涂料热-力耦合加载试验要求；2满足GB17428-202*新标准水平安装管道和垂直安装管道耐火试验。 符合GB/T9978.1-2008《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》以及ISO834-1：1999》标准要求；符合GB/T9978.3-2008《建筑构件耐火试验方法 第3部分：试验方法和试验数据应用注释》标准要求；符合GB/T9978.5-2008《建筑构件耐火试验方法 第5部分：承重水平分隔构件的特殊要求》标准要求；符合GB14907-2018《钢结构防火涂料》标准要求；符合GB17428-202*新标准《建筑管道耐火试验方法》标准要求。
- 适用范围
- 符合标准
- 主要特点
- 主要参数
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ZY6236C-SC-SV-VH水平、垂直耐火试验综合炉
图1整体结构图
部分客户现场实验室图
一、 适用范围
1.1满足GB14907-2018钢结构防火涂料耐火试验要求、满足钢结构防火涂料热-力耦合加载试验要求；
1.2满足GB17428-202*新标准水平安装管道和垂直安装管道耐火试验。
二、符合标准：
2.1符合GB/T9978.1-2008《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》以及ISO834-1：1999》标准要求；
2.2符合GB/T9978.3-2008《建筑构件耐火试验方法 第3部分：试验方法和试验数据应用注释》标准要求；
2.3符合GB/T9978.5-2008《建筑构件耐火试验方法 第5部分：承重水平分隔构件的特殊要求》标准要求；
2.4符合GB14907-2018《钢结构防火涂料》标准要求；
2.5符合GB17428-202*新标准《建筑管道耐火试验方法》标准要求。
三、主要性能特点：
3.1一炉可以多用，可以兼容多个标准；
3.5采用炉子底部弥散式排烟系统，更能实现炉内压力平衡和稳定；
3.6采用高精度采集卡，收集各路的温度、压力、流量等多方面的数据，经微机分析、处理和控制，产生实时再现的燃烧时的真实信息，并经微机分析判定直接得出结果；整机全部采用优质器件，确保系统高品质，高速度运行，具有先进性。
3.7采用高精度采集卡+多路模块+PLC+计算机，实行PID全自动控制方式，稳定性、重复性、再现性优。
3.8采用WINDOWS XP操作界面、全球精密设备专用开发软件LabView，界面风格清新、美观、简捷。测试期间实时显示测量结果并动态地绘出完美曲线，数据可以永久保存、调阅和打印输出,可直接打印报表。具有高智能、引导式菜单操作，简便直观的特点，使试验结果更加准确。
3.9炉子设计寿命为20年以上，炉子建造采用美国GOVMARK（哥马克）技术。五层结构，内层为1300℃时，外层温度为常温；使用寿命长，内层的保温材料（易损件）容易更换。
3.10具有风道热防护、压力释放保护、漏电保护、燃气泄漏检测、燃气管路安全防护、烧嘴安全防护、其他安全设施在内的多重安全保护系统，全方位的提升安全系数；
3.11炉内抽出来的高温热空气采用水冷和风冷，水利用循环水，提高了节能效果，一个小时可以能节约30度电；
3.12我公司申请了专利和软件著作权；
四、炉子结构工程设计
4.1炉子结构：为水平和垂直综合结构。
4.1.1做水平炉时，规格为宽4500mm，高为2000mm，深为4000m，宽4500mm一侧采用试验架封闭此测形成水平炉，做GB14907标准钢结构防火涂料耐火试验。试验钢结构受火面长度为4000mm；见图4
4.1.2做垂直炉试验时，适用于通风管道水平按照试样试验 ，顶部采用盖板封闭 ，将加载装置自动放置到合适位置 ，满足通风管道（直径小于 1000mm)标准要 求；见图4
4.2炉内层为含锆耐高温棉，耐高温达到1750℃，炉内二层为重质耐火砖+耐火隔热纤维棉，外层为框架结构；
4.3耐高温材质：
4.3.1耐火砖：使用温度为最高耐高温1750℃，长时间耐高温1600℃，体积密度1.0g/cm3，
图4、水平、垂直综合耐火炉结构图
常温耐压强度高于3.2MPa，1400℃重烧线变化0.5%，导热系数优于0.4W/m·K；
4.3.2粘合用工业用耐火粘合剂：使用温度1400℃；
4.3.3炉内耐高温棉：采用含锆耐火高温棉，厚度50mm，长时间耐火温度1600°C，工业窑炉专用保温材料。
4.4前封板、后封板、左侧板及右侧板到达现场后，通过高强度螺栓组装在一起，构成炉体的外框架（如图5），然后进行炉内隔热保温层的彻砖及贴棉工序。需要炉体搬迁时，先把炉内隔热保温层拆除，再把框架部分的前后，左右封板拆解，运输到新场地后进行组装；
4.5框架用材质：选型按照《工业炉设计手册》（第三版)，第11章-炉用结构件，第3节-钢材选用，炉子支柱、侧支柱、拱脚梁、受力横梁及拉杆等选用Q235-A钢、炉外墙钢板选用Q215-A钢。炉体钢结构材料：不低于Q235；炉体钢板：厚度≥3mm。水平炉主体材料采用钢结构框架，可更换；
图5-1、炉子框架拼装结构图 图5-2、框架之间采用螺丝固定
4.6炉体钢结构及管道防腐处理：采用三层涂层，均为耐高温防腐蚀涂料，外层黑灰色。
4.7炉内燃烧情况观察：见图6
4.7.1采用炉内耐高温内窥探头，耐高温达到2000℃。可将摄像镜头直接伸至窑炉内(2000℃以下)连续实时地监视炉内物料加热、退火、炉内燃烧状况以及炉内燃烧火焰形状。
4.7.2采用蓝宝石耐高温超长镜头；
4.7.3采用螺旋风幕设计,镜头不积灰；
4.7.4支持300万像素(2048×1536)@30fps,可输出实时图像
4.7.5支持H.265 / H.264 / MJPEG视频压缩算法，支持多级别视频质量配置、编码复杂度设置
4.7.6支持宽动态范围达120dB,适合逆光环境监控
五、燃气和空气供气系统：
5.1燃气总管控制系统：见图7-1
5.1.1组成：包括控制系统、送风系统、燃烧系统、保护系统和反馈系统等五部分。
图7-1、燃气总管控制系统
5.1.2燃气管路：见图8
5.1.2.1组成：由手动蝶阀、过滤器、燃气气液分离器、二级减压阀、燃气超压放散阀、高压开关、低压开关、电磁阀（切断阀）、稳压阀、燃气压力表、无缝钢管、燃气泄漏报警器组成。可实现过滤、调压、流量计量、高低压及其它故障状态自动切断功能以保证安全燃烧。设置燃气报警器如有泄漏自动报警，同时燃气电磁阀自动切断停止供气。
5.1.2.2燃气管路安全控制：
1）控制系统：采用燃烧控制器，对整个燃烧运行过程按设定程序进行全自动控制 对每一步运行动作发出指令同时根据火焰监测器信号判断火焰的燃烧状态，起到熄火安全保护的作用。
2）送风系统:由风机进行送风。通过空燃比例阀调节燃气和空气比例执行自动控制；
3）燃烧系统：通过电磁阀组起到关闭和打开燃气通路的作用。同时可通过变频器调节燃气流量，使燃气控制器中空燃比达到最佳状态。
4）保护系统：通过压力开关检测燃气和助燃空气压力， 在压力异常时中止燃烧，确保燃烧安全。高、低压开关对燃气管道工作压力进行检测，一旦低于30KPa或高于50KPa，能报警切断燃气供应，切断燃气的方式可进行自动和手动切换。图6
5）反馈系统：点火变压器通电可产生高压，传输到点火棒尖端放电产生电火花点燃辅助点火火焰，点火后产生离子电流信号，运用离子信号进行识别火焰是否开启并将离子信号反馈到燃烧控制器。图6
6）单向电磁阀：燃烧器气体自动开关时，采用单向电控电磁阀，确保燃气不回流泄漏。国外进口品牌，500万次通断零泄漏，带自动检漏程序；
7）燃气超压放散阀：执行自动监控管道燃气状态，压力高时自动释放、压力低时自动补偿；
8)燃气总管燃气泄漏报警功能;
5.2空气管路：见图9-1
5.2.1组成：由风机、变频器、手动蝶阀、低压力开关、空气气液分离器等组成。
5.2.2空气供气采用两路供气，风机功率11kw两组；见图9-2
5.2.3空气管路安全控制：
1）在两路供气部分采用进口低压力开关监控空气供气情况，防止风机损坏无法向燃烧器供空气而引起炉内燃气过量产生轰然。
2）如果空气压力低于正常值，低压力开关会反馈控制中心，关闭燃气。
六、燃烧器及燃烧控制系统：
6.1燃烧器：采用目前节能环保原装进口德国IBS低氮燃烧器，功率320kw天然气燃烧器24套。烧嘴符合欧洲相关标准（NE298、EN676、90/396/CEE、90/396/EEC、92/42/EEC、89/336/EEC、73/23/EEC、98/37/EEC等）；
6.2燃烧器控制部分：含燃烧器控制器、高压源、UV火焰监测器、空燃比例阀、电磁阀以及配置相应的燃气调节阀、空气调节阀以达到最佳燃烧效果。见图12
6.3火焰监测装置：带有离子点火监控器以及火焰熄灭自动报警装置,炉内压力差大于标准规定值，可控制炉内可燃气浓度达到临界值,炉内火焰监测器，自检在开机和试验过程中无明火或缺明火头。
6.4空燃比例控制：自动调节空气和燃气的比例，使燃气能充分燃烧；
6.5点火控制方式：采用计算机程序自动高压电子点火控制方式；电子点火器为双电极点火器；连续点火大于5min，寿命10万次以上，高压可达14kv，工作电压220V±7%，电流≤0.1A；
6.6炉内用燃烧器数量满足标准时间-温度曲线要求，并保证炉内各点温度的均匀性。
6.7部分燃烧器无须正常点燃且升温曲线能满足相应标准要求时，可手动切断无须正常工作的燃烧器的燃气供应和自动点火功能，且不影响其他部件的工作和监控。单个燃烧器应有单独控制功能和系统集中控制功能，可在操作界面人工选择。
6.8单个燃烧器可远程控制和就地控制，燃烧器数量和安装位置应满足标准及升温曲线的要求。
七、温度测量和控制系统:
7.1温度测量：
7.1.1炉内温度测量：
7.1.1.1采用符合GB/T 16839.1规定的直径为2.0MM的S型热电偶测量。其热端伸出不锈钢套管或瓷套管长度为25mm，热电偶的热端60mm的一段处于等温区内；热电偶测温范围为室温～1500℃；
7.1.1.2炉内测温度点：热电偶数量共14支（根据要求每1.5平方米温度测量点1个、总数为：12支）；
7.1.1.3热电偶安装：试验开始时，热电偶的热端与试件受火面的距离为(100 ±10) mm 。试验过程中，上述距离控制在50 mm～150 mm之内。
7.1.1.4炉内热电偶的位置不受燃烧器火焰的直接冲击，距离炉内侧墙、底面和顶部450mm，热电偶信号输出独立，无相互之间干扰。
7.1.1.5试验开始时后任何时刻，炉内热电偶保证 12支热电偶处于正常工作状态，且炉内平均温度计算不受可能损坏的热电偶的影响。
7.1.2 GB17428-202*新标准建筑管道温度测量：
7.1.2.1垂直管道炉内温度测量热电偶：8支；
7.1.2.2水平管道炉内温度测量热电偶：12支；
7.1.2.3厨房排油烟管道内部烟气温度测量：
1）由4支热电偶制成网格架，共两组；见图14
2）采用K型热电偶，直径1.0mm，从支撑管的内部端头伸进长度为25±1.5mm。
7.1.2.4管道试件背火面温度测量：
1）测量最高温度Ts热电偶：2支；
2）测量最高温度T1热电偶：4支；
3）测量平均温度T2热电偶：2支；
4）带可燃内衬层的管道T3热电偶：4支；
5）吊挂固定件热电偶：1支。
7.1.2.5厨房排油烟管道内部火试件背火面热电偶：16支。
7.1.2.6环境温度测量：
1）采用PT100型热电偶，测温范围:为0～100℃，
2）精度优于：±1℃；
3）试验室内试件附近配有一支外径3mm不锈钢铠装热电偶显示环境温度。
4）环境温度测量热电偶：数量1支，安装于无热辐射和无通风影响位置符合GB/T 16839.1规定的镍铬-镍硅（K型）热电偶；
7.2温度控制系统：见图15
7.2.1炉膛温度控制方式：为全自动，在计算机出现故障时能切换到手动方式进行人工控制。
7.2.2每个燃烧器控制管路上安装一套电动控制系统，自动执行炉温控制；
7.2.3炉膛温度采集：炉温数据采集系统具有实时曲线、历史曲线存储功能，热电偶断路、短路报警功能；
7.2.4炉内升温曲线；热电偶测量炉内平均温度，按图16升温曲线进行监测和控制；
八、压力测量和控制系统：
8.1炉内压力测量：
8.1.1炉内压力测量：测量范围量程0～100Pa;采用美国setra进口微差压力计，为T形测量探头，测量精度±0.5pa.测量点共3个，具有超压保护功能，炉内压力高于100Pa执行程序超压保护，停止供气，终止试验；符合GB/T9978.1-2008标准。
8.1.2炉膛内压力数据为3次/秒连续采集。记录设备准确度为1 s。炉膛压力能保证各个标准要求与排烟系统组成控制回路进行实时控制；
8.1.3 T形测量探头：采用USU310S耐高温的不锈钢管，压力传感器置于不受到火焰冲击的地方且不在烟气排放的路径上，从炉内穿过炉墙到达炉外，炉内和炉外的压力保持同一水平高度。^
8.1.4炉内压力传感器安装：试验炉运行时，可控制距理论平面500mm高度处的炉内压力值为零，但通过适当调整中性压力平面的高度使得在炉内试件顶部的压力值不应超过20Pa。测量压力值为阶梯压力值，顶部压力值试验开始5分钟之内为15pa±5pa，10分钟后为17pa±3pa。
8.2压力控制系统：
8.2.1炉内压力控制：采用电动变频器控制，控制方式由计算机执行全自动控制。
8.2.2在炉子底部采用弥散式排烟系统。在炉腔内底部与侧墙交叉处，用耐火砖彻有泄压通道，并在上面均匀的开有泄压孔，压力从这些均布的孔进入泄压管道，能更好地保证炉腔内各个位置压力的均匀性。见图16。连接到排烟管道，将炉体内的烟气排出控制压力。
8.2.3排烟气采用45kw大排气风量风机以及变频器进行控制，其风量大小由计算机程序自动控制以达到压力与温度平衡的要求。
8.2.4压力释放管路：在炉膛内的部分采用耐高温的直径400mm，USU310S不锈钢管，能耐高温1300℃，在上开有手动阀作风冷却。在炉膛外采用壁厚5mm的焊管。
8.2.5冷却方式：采用风冷和水冷却方式。排烟温度≤150℃；
8.2.6炉膛压力控制及数据采集，炉膛压力能保证根据以上标准要求与排烟系统组成控制回路进行实时控制；
九、压力加载系统：
9.1加载系统：分为均布加载和集中加载；
9.2加载整体结构设计：整个炉子为贯穿式地基结构设计，长7.0m，宽1.5m，内含400型H钢，用钢筋混凝土制成；
9.3均布加载：见图20
9.3.1采用四点同步加载，每点加载能力200kN。共1000KN；
9.3.2梁试验加载自反力架：承载载荷1000kN，最大变形量不超过0.5mm。
9.3.3均布加载方式：采用伺服液压加载，总加载量为1000KN。
9.3.4满足GBT 9978.6-2008《建筑构件耐火试验方法 第6部分：梁的特殊要求》以及GB14907-2018《钢结构防火涂料》要求；
9.3.5加载点分布：四个加载点布置在距离不超过一端1/8、3/8、5/8、7/8跨度（Lsup）的位置。
9.4集中加载：见图21
9.4.1试验加载自反力架：承载载荷1000kN，最大变形量0.5mm。满足GB/T9978.5-2008要求；
9.4.2集中加载方式：采用伺服液压加载，总加载量为2000KN；
9.4.3加载头：采用耐高温材质，避免测量探头由于受热产生数值漂移；
9.4.4支承框架：当进行均布加载时，试件安装在一个能承载的框架内，该框架的刚性大于试验构件的刚性并能承受试验过程中施加的加载量，在框架的平面内当荷载分布结构的跨距中心承受10kN的力时，承载框架结构的任一边变形量不大于1mm。
9.4.5试验炉顶四周配有单独的钢平台（平台的承载能力0.5t/m2），并且配有1.2m高的安全护栏。
9.4.6约束部件：试件安装在特殊的支承和约束框架内，在试验中，支承末端和边界的约束采用不燃的耐火高温棉封堵，与实际应用一致。边界条件：一个边界条件提供膨胀、收缩或转动的约束，另一个边界条件提供试件变形自由变化的空间。检测试件可选择任意一个边界条件分别确定为约束和/或自由变化。边界条件的选择应通过仔细分析其实际应用的条件加以确定。如果构件试件在实际应用中的边界条件不确定或是变化的，采用保守的方法在试件两边或两端提供支承。
9.4.8承载能力丧失的跟踪：试验前人工对试件约束部分在受到膨胀力、收缩力或扭矩作用之前的约束状态进行记录。试验过程中，通过约束传导到试件的外部力和力矩采用计算机实时跟踪和记录试验承载能力丧失的时间。为维持其约束条件，实时记录和跟踪力在发生适当改变时的时间和变形（位移）量。
9.4.9变形量（位移）测量:
9.4.9.1采用红外线测量，自动测控（联动控制）测量位移，测量点在跨度的中间；
9.4.9.2测量参数：含变形速率和变形总量；
9.4.9.3变形量记录：采集数据每分钟15次，记录次数每分钟二次；
9.4.9.5变形量测定：应符合GB/T9978.1-2008中5.5.4的有关规定。
9.4.9.6轴向压缩或膨胀值测量：±0.5mm.
9.4.9.7其它变形量精度：±2mm。
9.4.10加载条件：加载精度、加载速率均符合GB/T9978.1-2008中6.3条的有关规定。约束和边界条件符合GB/T9978.1-2008中6.4条的有关规定,加载测量精度优于：±2.5%。
十、试验框架和盖板：
10.1标准GB14907盖板：
10.1.1钢结构防火涂料盖板：2块；
10.1.2钢结构防火涂料隔热效率：试验盖板一套（2块）
10.2标准GB/T17428-202*试验装置：
10.2.1通风管道规格：
10.2.2试验装置：适用于管道A/B垂直方向安装管道和管道 A/B 水平方向安装管道、管道 C 水平方向安装管道和管道 C 垂直方向安装管道、厨房排油烟管道 D 试验装置（内部火试验）；共三套。
10.2.3试验装置组成：由孔板、冷凝单元、空气截止阀、风速流量计、空气压力测量设备、热膨胀位移测量设备、约束力测量设备、以及试验管道组成
10.2.4压力测量：采用皮托管测量，范围为0~500Pa，测量准确度为±3Pa；
10.2.5管道A/B风机：采用离心风机，功率7.5kw两个；
10.2.6管道B内空气流速测量：采用热球式风速仪测量，范围（0.01~6.00）m/s，流速测量准确度：±5%；
10.2.7热膨胀位移测量：采用位移传感器测量，量程：(0~100)mm,位移分辨率为0.01mm；
10.2.8完整性：直径6mm，长度150mm，带有手柄缝隙探棒一支；直径25mm，长度150mm，带有手柄缝隙探棒一支；
10.3试验框架：垂直炉配套试验框架 2 套 。
十一、计算机控制系统：见图22
11.1控制方式：采用自动、手动两种控制方式
11.2采用PLC程序。整个控制系统由PLC 对燃气供应、烧嘴点火、温度控制、压力调节、风机运行进行连锁控制；并对错误程序操作、窑温上下限、压力上下限、烧成曲线失控、风机变频系统等故障报警，停电时可以实行燃料自动切断，确保试验炉的安全运行；
11.3计算机操作界面：包括主控界面，炉温曲线界面，压力显示、试件温度界面，历史记录界面和参数设定界面。
11.4 数据采集：可采集各炉内热电偶温度、各背火面热电偶温度，各测试点的单点温度和平均温度，并设有背火面单点温度和平均温度超温报警，各燃烧器工作状态，阀门启闭状态，烟气温度等参数。数据采集3次/s，试验记录（3 秒/次取平均值）按编号存储，可随时查询；可以实时查看试验报表打印效果，只需点击开始、计算和保存等按钮就可完成，使用简便。同时增加数据调取功能，可以加载以往的实验数据进行从新计算并形成报告；
11.5可实时显示各炉内热电偶温度、炉内各测量点压力、各背火面热电偶温度，各燃烧器工作状态、阀门启闭状态、烟气温度等参数。
11.6最终检测结果从信息、格式上可以满足用户甲方要求，并能够方便存取数据，以方便其他应用。
11.7数据显示与采集：温度和压力数据应由二次仪表采集和实时显示，并且能通过采集卡传输至计算机进行显示和采集。
11.8试验过程软件自动控制，预留接口，以便今后增加其它试验方法，并可以自定义升温曲线；软件具备定时将数据上传备份的功能。
11.9控制软件带扩展功能
11.10监控摄像系统：监控摄像系统在操作软件同一程序内实现，可自动截图、录像、储存。共两个一个监控和保存试验整个过程；一个全程监控和保存试件受火面的耐高温状况。
11.11整体测量仪器的准确度：
11.11.1测量温度：炉内 ：±10℃；
11.11.2环境及背火面：±2.0℃；
11.11.3其他温度：±5℃
11.11.4试验炉外表温度：为常温；
11.11.5炉内压力：±2 pa；
11.11.6时间：±1s/h；
十二、安全报警系统：
12.1燃气探测器：为两组报警器，燃气室一个，燃烧区域一个；
12.2探测器与报警控制器分开安装，气体报警装置其组成分为两部分：探测器与报警控制器，探测器安装在燃气室和燃烧现场，报警控制器安装在设备控制室。当燃气室管道出现渗漏导致空气中有可燃气体时，探测器检测信号通过电缆立即传送到报警控制单元，控制器显示出气体浓度，当超过设定的报警浓度值时，报警控制器即发出声、光报警信号并输出联动控制信号，控制防爆轴流风机及时排出控制险情，从而积极采取措施，避免安全事故发生。
12.3探测器输出信号为4-20mA,传感器稳定，抗毒性好，寿命长，反应灵敏。安装简单方便。
12.4现场需要配备50kg推车式灭火器二个（需方自备）
12.5燃气使用安全在“燃气和空气供气系统”严谨设计。
十三、其它配备：
13.1背温热辐射测量仪一套 。
13.2热流计 一套。
13.3涂料测厚仪一台 。
13.4维修保养工具：满足日常使用维护要求的工具一套 ，如扳手 、撬棍 等；
13.5提供所有合格计量证书 （有 CNAS 资质）；
13.6配备燃烧器易损配件 ，如点火电极 、火焰检测器 、 高压 帽 ，高压电缆 、燃气电磁阀 、燃
烧控制器 、 点火变 压器等 。
1.1满足GB14907-2018钢结构防火涂料耐火试验要求、满足钢结构防火涂料热-力耦合加载试验要求；
1.2满足GB17428-202*新标准水平安装管道和垂直安装管道耐火试验。
二、符合标准：
2.1符合GB/T9978.1-2008《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》以及ISO834-1：1999》标准要求；
2.2符合GB/T9978.3-2008《建筑构件耐火试验方法 第3部分：试验方法和试验数据应用注释》标准要求；
2.3符合GB/T9978.5-2008《建筑构件耐火试验方法 第5部分：承重水平分隔构件的特殊要求》标准要求；
2.4符合GB14907-2018《钢结构防火涂料》标准要求；
2.5符合GB17428-202*新标准《建筑管道耐火试验方法》标准要求。
三、主要性能特点：
3.1一炉可以多用，可以兼容多个标准；
3.5采用炉子底部弥散式排烟系统，更能实现炉内压力平衡和稳定；
3.6采用高精度采集卡，收集各路的温度、压力、流量等多方面的数据，经微机分析、处理和控制，产生实时再现的燃烧时的真实信息，并经微机分析判定直接得出结果；整机全部采用优质器件，确保系统高品质，高速度运行，具有先进性。
3.7采用高精度采集卡+多路模块+PLC+计算机，实行PID全自动控制方式，稳定性、重复性、再现性优。
3.8采用WINDOWS XP操作界面、全球精密设备专用开发软件LabView，界面风格清新、美观、简捷。测试期间实时显示测量结果并动态地绘出完美曲线，数据可以永久保存、调阅和打印输出,可直接打印报表。具有高智能、引导式菜单操作，简便直观的特点，使试验结果更加准确。
3.9炉子设计寿命为20年以上，炉子建造采用美国GOVMARK（哥马克）技术。五层结构，内层为1300℃时，外层温度为常温；使用寿命长，内层的保温材料（易损件）容易更换。
3.10具有风道热防护、压力释放保护、漏电保护、燃气泄漏检测、燃气管路安全防护、烧嘴安全防护、其他安全设施在内的多重安全保护系统，全方位的提升安全系数；
3.11炉内抽出来的高温热空气采用水冷和风冷，水利用循环水，提高了节能效果，一个小时可以能节约30度电；
3.12我公司申请了专利和软件著作权；
四、炉子结构工程设计
4.1炉子结构：为水平和垂直综合结构。
4.1.1做水平炉时，规格为宽4500mm，高为2000mm，深为4000m，宽4500mm一侧采用试验架封闭此测形成水平炉，做GB14907标准钢结构防火涂料耐火试验。试验钢结构受火面长度为4000mm；见图4
4.1.2做垂直炉试验时，适用于通风管道水平按照试样试验 ，顶部采用盖板封闭 ，将加载装置自动放置到合适位置 ，满足通风管道（直径小于 1000mm)标准要 求；见图4
4.2炉内层为含锆耐高温棉，耐高温达到1750℃，炉内二层为重质耐火砖+耐火隔热纤维棉，外层为框架结构；
4.3耐高温材质：
4.3.1耐火砖：使用温度为最高耐高温1750℃，长时间耐高温1600℃，体积密度1.0g/cm3，
图4、水平、垂直综合耐火炉结构图
常温耐压强度高于3.2MPa，1400℃重烧线变化0.5%，导热系数优于0.4W/m·K；
4.3.2粘合用工业用耐火粘合剂：使用温度1400℃；
4.3.3炉内耐高温棉：采用含锆耐火高温棉，厚度50mm，长时间耐火温度1600°C，工业窑炉专用保温材料。
4.4前封板、后封板、左侧板及右侧板到达现场后，通过高强度螺栓组装在一起，构成炉体的外框架（如图5），然后进行炉内隔热保温层的彻砖及贴棉工序。需要炉体搬迁时，先把炉内隔热保温层拆除，再把框架部分的前后，左右封板拆解，运输到新场地后进行组装；
4.5框架用材质：选型按照《工业炉设计手册》（第三版)，第11章-炉用结构件，第3节-钢材选用，炉子支柱、侧支柱、拱脚梁、受力横梁及拉杆等选用Q235-A钢、炉外墙钢板选用Q215-A钢。炉体钢结构材料：不低于Q235；炉体钢板：厚度≥3mm。水平炉主体材料采用钢结构框架，可更换；
图5-1、炉子框架拼装结构图 图5-2、框架之间采用螺丝固定
4.6炉体钢结构及管道防腐处理：采用三层涂层，均为耐高温防腐蚀涂料，外层黑灰色。
4.7炉内燃烧情况观察：见图6
4.7.1采用炉内耐高温内窥探头，耐高温达到2000℃。可将摄像镜头直接伸至窑炉内(2000℃以下)连续实时地监视炉内物料加热、退火、炉内燃烧状况以及炉内燃烧火焰形状。
4.7.2采用蓝宝石耐高温超长镜头；
4.7.3采用螺旋风幕设计,镜头不积灰；
4.7.4支持300万像素(2048×1536)@30fps,可输出实时图像
4.7.5支持H.265 / H.264 / MJPEG视频压缩算法，支持多级别视频质量配置、编码复杂度设置
4.7.6支持宽动态范围达120dB,适合逆光环境监控
五、燃气和空气供气系统：
5.1燃气总管控制系统：见图7-1
5.1.1组成：包括控制系统、送风系统、燃烧系统、保护系统和反馈系统等五部分。
图7-1、燃气总管控制系统
5.1.2燃气管路：见图8
5.1.2.1组成：由手动蝶阀、过滤器、燃气气液分离器、二级减压阀、燃气超压放散阀、高压开关、低压开关、电磁阀（切断阀）、稳压阀、燃气压力表、无缝钢管、燃气泄漏报警器组成。可实现过滤、调压、流量计量、高低压及其它故障状态自动切断功能以保证安全燃烧。设置燃气报警器如有泄漏自动报警，同时燃气电磁阀自动切断停止供气。
5.1.2.2燃气管路安全控制：
1）控制系统：采用燃烧控制器，对整个燃烧运行过程按设定程序进行全自动控制 对每一步运行动作发出指令同时根据火焰监测器信号判断火焰的燃烧状态，起到熄火安全保护的作用。
2）送风系统:由风机进行送风。通过空燃比例阀调节燃气和空气比例执行自动控制；
3）燃烧系统：通过电磁阀组起到关闭和打开燃气通路的作用。同时可通过变频器调节燃气流量，使燃气控制器中空燃比达到最佳状态。
4）保护系统：通过压力开关检测燃气和助燃空气压力， 在压力异常时中止燃烧，确保燃烧安全。高、低压开关对燃气管道工作压力进行检测，一旦低于30KPa或高于50KPa，能报警切断燃气供应，切断燃气的方式可进行自动和手动切换。图6
5）反馈系统：点火变压器通电可产生高压，传输到点火棒尖端放电产生电火花点燃辅助点火火焰，点火后产生离子电流信号，运用离子信号进行识别火焰是否开启并将离子信号反馈到燃烧控制器。图6
6）单向电磁阀：燃烧器气体自动开关时，采用单向电控电磁阀，确保燃气不回流泄漏。国外进口品牌，500万次通断零泄漏，带自动检漏程序；
7）燃气超压放散阀：执行自动监控管道燃气状态，压力高时自动释放、压力低时自动补偿；
8)燃气总管燃气泄漏报警功能;
5.2空气管路：见图9-1
5.2.1组成：由风机、变频器、手动蝶阀、低压力开关、空气气液分离器等组成。
5.2.2空气供气采用两路供气，风机功率11kw两组；见图9-2
5.2.3空气管路安全控制：
1）在两路供气部分采用进口低压力开关监控空气供气情况，防止风机损坏无法向燃烧器供空气而引起炉内燃气过量产生轰然。
2）如果空气压力低于正常值，低压力开关会反馈控制中心，关闭燃气。
六、燃烧器及燃烧控制系统：
6.1燃烧器：采用目前节能环保原装进口德国IBS低氮燃烧器，功率320kw天然气燃烧器24套。烧嘴符合欧洲相关标准（NE298、EN676、90/396/CEE、90/396/EEC、92/42/EEC、89/336/EEC、73/23/EEC、98/37/EEC等）；
6.2燃烧器控制部分：含燃烧器控制器、高压源、UV火焰监测器、空燃比例阀、电磁阀以及配置相应的燃气调节阀、空气调节阀以达到最佳燃烧效果。见图12
6.3火焰监测装置：带有离子点火监控器以及火焰熄灭自动报警装置,炉内压力差大于标准规定值，可控制炉内可燃气浓度达到临界值,炉内火焰监测器，自检在开机和试验过程中无明火或缺明火头。
6.4空燃比例控制：自动调节空气和燃气的比例，使燃气能充分燃烧；
6.5点火控制方式：采用计算机程序自动高压电子点火控制方式；电子点火器为双电极点火器；连续点火大于5min，寿命10万次以上，高压可达14kv，工作电压220V±7%，电流≤0.1A；
6.6炉内用燃烧器数量满足标准时间-温度曲线要求，并保证炉内各点温度的均匀性。
6.7部分燃烧器无须正常点燃且升温曲线能满足相应标准要求时，可手动切断无须正常工作的燃烧器的燃气供应和自动点火功能，且不影响其他部件的工作和监控。单个燃烧器应有单独控制功能和系统集中控制功能，可在操作界面人工选择。
6.8单个燃烧器可远程控制和就地控制，燃烧器数量和安装位置应满足标准及升温曲线的要求。
七、温度测量和控制系统:
7.1温度测量：
7.1.1炉内温度测量：
7.1.1.1采用符合GB/T 16839.1规定的直径为2.0MM的S型热电偶测量。其热端伸出不锈钢套管或瓷套管长度为25mm，热电偶的热端60mm的一段处于等温区内；热电偶测温范围为室温～1500℃；
7.1.1.2炉内测温度点：热电偶数量共14支（根据要求每1.5平方米温度测量点1个、总数为：12支）；
7.1.1.3热电偶安装：试验开始时，热电偶的热端与试件受火面的距离为(100 ±10) mm 。试验过程中，上述距离控制在50 mm～150 mm之内。
7.1.1.4炉内热电偶的位置不受燃烧器火焰的直接冲击，距离炉内侧墙、底面和顶部450mm，热电偶信号输出独立，无相互之间干扰。
7.1.1.5试验开始时后任何时刻，炉内热电偶保证 12支热电偶处于正常工作状态，且炉内平均温度计算不受可能损坏的热电偶的影响。
7.1.2 GB17428-202*新标准建筑管道温度测量：
7.1.2.1垂直管道炉内温度测量热电偶：8支；
7.1.2.2水平管道炉内温度测量热电偶：12支；
7.1.2.3厨房排油烟管道内部烟气温度测量：
1）由4支热电偶制成网格架，共两组；见图14
2）采用K型热电偶，直径1.0mm，从支撑管的内部端头伸进长度为25±1.5mm。
7.1.2.4管道试件背火面温度测量：
1）测量最高温度Ts热电偶：2支；
2）测量最高温度T1热电偶：4支；
3）测量平均温度T2热电偶：2支；
4）带可燃内衬层的管道T3热电偶：4支；
5）吊挂固定件热电偶：1支。
7.1.2.5厨房排油烟管道内部火试件背火面热电偶：16支。
7.1.2.6环境温度测量：
1）采用PT100型热电偶，测温范围:为0～100℃，
2）精度优于：±1℃；
3）试验室内试件附近配有一支外径3mm不锈钢铠装热电偶显示环境温度。
4）环境温度测量热电偶：数量1支，安装于无热辐射和无通风影响位置符合GB/T 16839.1规定的镍铬-镍硅（K型）热电偶；
7.2温度控制系统：见图15
7.2.1炉膛温度控制方式：为全自动，在计算机出现故障时能切换到手动方式进行人工控制。
7.2.2每个燃烧器控制管路上安装一套电动控制系统，自动执行炉温控制；
7.2.3炉膛温度采集：炉温数据采集系统具有实时曲线、历史曲线存储功能，热电偶断路、短路报警功能；
7.2.4炉内升温曲线；热电偶测量炉内平均温度，按图16升温曲线进行监测和控制；
八、压力测量和控制系统：
8.1炉内压力测量：
8.1.1炉内压力测量：测量范围量程0～100Pa;采用美国setra进口微差压力计，为T形测量探头，测量精度±0.5pa.测量点共3个，具有超压保护功能，炉内压力高于100Pa执行程序超压保护，停止供气，终止试验；符合GB/T9978.1-2008标准。
8.1.2炉膛内压力数据为3次/秒连续采集。记录设备准确度为1 s。炉膛压力能保证各个标准要求与排烟系统组成控制回路进行实时控制；
8.1.3 T形测量探头：采用USU310S耐高温的不锈钢管，压力传感器置于不受到火焰冲击的地方且不在烟气排放的路径上，从炉内穿过炉墙到达炉外，炉内和炉外的压力保持同一水平高度。^
8.1.4炉内压力传感器安装：试验炉运行时，可控制距理论平面500mm高度处的炉内压力值为零，但通过适当调整中性压力平面的高度使得在炉内试件顶部的压力值不应超过20Pa。测量压力值为阶梯压力值，顶部压力值试验开始5分钟之内为15pa±5pa，10分钟后为17pa±3pa。
8.2压力控制系统：
8.2.1炉内压力控制：采用电动变频器控制，控制方式由计算机执行全自动控制。
8.2.2在炉子底部采用弥散式排烟系统。在炉腔内底部与侧墙交叉处，用耐火砖彻有泄压通道，并在上面均匀的开有泄压孔，压力从这些均布的孔进入泄压管道，能更好地保证炉腔内各个位置压力的均匀性。见图16。连接到排烟管道，将炉体内的烟气排出控制压力。
8.2.3排烟气采用45kw大排气风量风机以及变频器进行控制，其风量大小由计算机程序自动控制以达到压力与温度平衡的要求。
8.2.4压力释放管路：在炉膛内的部分采用耐高温的直径400mm，USU310S不锈钢管，能耐高温1300℃，在上开有手动阀作风冷却。在炉膛外采用壁厚5mm的焊管。
8.2.5冷却方式：采用风冷和水冷却方式。排烟温度≤150℃；
8.2.6炉膛压力控制及数据采集，炉膛压力能保证根据以上标准要求与排烟系统组成控制回路进行实时控制；
九、压力加载系统：
9.1加载系统：分为均布加载和集中加载；
9.2加载整体结构设计：整个炉子为贯穿式地基结构设计，长7.0m，宽1.5m，内含400型H钢，用钢筋混凝土制成；
9.3均布加载：见图20
9.3.1采用四点同步加载，每点加载能力200kN。共1000KN；
9.3.2梁试验加载自反力架：承载载荷1000kN，最大变形量不超过0.5mm。
9.3.3均布加载方式：采用伺服液压加载，总加载量为1000KN。
9.3.4满足GBT 9978.6-2008《建筑构件耐火试验方法 第6部分：梁的特殊要求》以及GB14907-2018《钢结构防火涂料》要求；
9.3.5加载点分布：四个加载点布置在距离不超过一端1/8、3/8、5/8、7/8跨度（Lsup）的位置。
9.4集中加载：见图21
9.4.1试验加载自反力架：承载载荷1000kN，最大变形量0.5mm。满足GB/T9978.5-2008要求；
9.4.2集中加载方式：采用伺服液压加载，总加载量为2000KN；
9.4.3加载头：采用耐高温材质，避免测量探头由于受热产生数值漂移；
9.4.4支承框架：当进行均布加载时，试件安装在一个能承载的框架内，该框架的刚性大于试验构件的刚性并能承受试验过程中施加的加载量，在框架的平面内当荷载分布结构的跨距中心承受10kN的力时，承载框架结构的任一边变形量不大于1mm。
9.4.5试验炉顶四周配有单独的钢平台（平台的承载能力0.5t/m2），并且配有1.2m高的安全护栏。
9.4.6约束部件：试件安装在特殊的支承和约束框架内，在试验中，支承末端和边界的约束采用不燃的耐火高温棉封堵，与实际应用一致。边界条件：一个边界条件提供膨胀、收缩或转动的约束，另一个边界条件提供试件变形自由变化的空间。检测试件可选择任意一个边界条件分别确定为约束和/或自由变化。边界条件的选择应通过仔细分析其实际应用的条件加以确定。如果构件试件在实际应用中的边界条件不确定或是变化的，采用保守的方法在试件两边或两端提供支承。
9.4.8承载能力丧失的跟踪：试验前人工对试件约束部分在受到膨胀力、收缩力或扭矩作用之前的约束状态进行记录。试验过程中，通过约束传导到试件的外部力和力矩采用计算机实时跟踪和记录试验承载能力丧失的时间。为维持其约束条件，实时记录和跟踪力在发生适当改变时的时间和变形（位移）量。
9.4.9变形量（位移）测量:
9.4.9.1采用红外线测量，自动测控（联动控制）测量位移，测量点在跨度的中间；
9.4.9.2测量参数：含变形速率和变形总量；
9.4.9.3变形量记录：采集数据每分钟15次，记录次数每分钟二次；
9.4.9.5变形量测定：应符合GB/T9978.1-2008中5.5.4的有关规定。
9.4.9.6轴向压缩或膨胀值测量：±0.5mm.
9.4.9.7其它变形量精度：±2mm。
9.4.10加载条件：加载精度、加载速率均符合GB/T9978.1-2008中6.3条的有关规定。约束和边界条件符合GB/T9978.1-2008中6.4条的有关规定,加载测量精度优于：±2.5%。
十、试验框架和盖板：
10.1标准GB14907盖板：
10.1.1钢结构防火涂料盖板：2块；
10.1.2钢结构防火涂料隔热效率：试验盖板一套（2块）
10.2标准GB/T17428-202*试验装置：
10.2.1通风管道规格：
10.2.2试验装置：适用于管道A/B垂直方向安装管道和管道 A/B 水平方向安装管道、管道 C 水平方向安装管道和管道 C 垂直方向安装管道、厨房排油烟管道 D 试验装置（内部火试验）；共三套。
10.2.3试验装置组成：由孔板、冷凝单元、空气截止阀、风速流量计、空气压力测量设备、热膨胀位移测量设备、约束力测量设备、以及试验管道组成
10.2.4压力测量：采用皮托管测量，范围为0~500Pa，测量准确度为±3Pa；
10.2.5管道A/B风机：采用离心风机，功率7.5kw两个；
10.2.6管道B内空气流速测量：采用热球式风速仪测量，范围（0.01~6.00）m/s，流速测量准确度：±5%；
10.2.7热膨胀位移测量：采用位移传感器测量，量程：(0~100)mm,位移分辨率为0.01mm；
10.2.8完整性：直径6mm，长度150mm，带有手柄缝隙探棒一支；直径25mm，长度150mm，带有手柄缝隙探棒一支；
10.3试验框架：垂直炉配套试验框架 2 套 。
十一、计算机控制系统：见图22
11.1控制方式：采用自动、手动两种控制方式
11.2采用PLC程序。整个控制系统由PLC 对燃气供应、烧嘴点火、温度控制、压力调节、风机运行进行连锁控制；并对错误程序操作、窑温上下限、压力上下限、烧成曲线失控、风机变频系统等故障报警，停电时可以实行燃料自动切断，确保试验炉的安全运行；
11.3计算机操作界面：包括主控界面，炉温曲线界面，压力显示、试件温度界面，历史记录界面和参数设定界面。
11.4 数据采集：可采集各炉内热电偶温度、各背火面热电偶温度，各测试点的单点温度和平均温度，并设有背火面单点温度和平均温度超温报警，各燃烧器工作状态，阀门启闭状态，烟气温度等参数。数据采集3次/s，试验记录（3 秒/次取平均值）按编号存储，可随时查询；可以实时查看试验报表打印效果，只需点击开始、计算和保存等按钮就可完成，使用简便。同时增加数据调取功能，可以加载以往的实验数据进行从新计算并形成报告；
11.5可实时显示各炉内热电偶温度、炉内各测量点压力、各背火面热电偶温度，各燃烧器工作状态、阀门启闭状态、烟气温度等参数。
11.6最终检测结果从信息、格式上可以满足用户甲方要求，并能够方便存取数据，以方便其他应用。
11.7数据显示与采集：温度和压力数据应由二次仪表采集和实时显示，并且能通过采集卡传输至计算机进行显示和采集。
11.8试验过程软件自动控制，预留接口，以便今后增加其它试验方法，并可以自定义升温曲线；软件具备定时将数据上传备份的功能。
11.9控制软件带扩展功能
11.10监控摄像系统：监控摄像系统在操作软件同一程序内实现，可自动截图、录像、储存。共两个一个监控和保存试验整个过程；一个全程监控和保存试件受火面的耐高温状况。
11.11整体测量仪器的准确度：
11.11.1测量温度：炉内 ：±10℃；
11.11.2环境及背火面：±2.0℃；
11.11.3其他温度：±5℃
11.11.4试验炉外表温度：为常温；
11.11.5炉内压力：±2 pa；
11.11.6时间：±1s/h；
十二、安全报警系统：
12.1燃气探测器：为两组报警器，燃气室一个，燃烧区域一个；
12.2探测器与报警控制器分开安装，气体报警装置其组成分为两部分：探测器与报警控制器，探测器安装在燃气室和燃烧现场，报警控制器安装在设备控制室。当燃气室管道出现渗漏导致空气中有可燃气体时，探测器检测信号通过电缆立即传送到报警控制单元，控制器显示出气体浓度，当超过设定的报警浓度值时，报警控制器即发出声、光报警信号并输出联动控制信号，控制防爆轴流风机及时排出控制险情，从而积极采取措施，避免安全事故发生。
12.3探测器输出信号为4-20mA,传感器稳定，抗毒性好，寿命长，反应灵敏。安装简单方便。
12.4现场需要配备50kg推车式灭火器二个（需方自备）
12.5燃气使用安全在“燃气和空气供气系统”严谨设计。
十三、其它配备：
13.1背温热辐射测量仪一套 。
13.2热流计 一套。
13.3涂料测厚仪一台 。
13.4维修保养工具：满足日常使用维护要求的工具一套 ，如扳手 、撬棍 等；
13.5提供所有合格计量证书 （有 CNAS 资质）；
13.6配备燃烧器易损配件 ，如点火电极 、火焰检测器 、 高压 帽 ，高压电缆 、燃气电磁阀 、燃
烧控制器 、 点火变 压器等 。
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