本發(fā)明涉及一種高沸點(diǎn)氣體滅火劑滅火濃度試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，用于測(cè)定高沸點(diǎn)氣體滅火劑的滅火濃度。
背景技術(shù)：
氣體滅火系統(tǒng)作為傳統(tǒng)四大滅火方式之一已經(jīng)使用近百年，化學(xué)合成滅火劑類氣體滅火系統(tǒng)作為氣體滅火系統(tǒng)的重要組成部分也使用了將近50年，占到氣體滅火系統(tǒng)接近70％的市場(chǎng)，隨著國際環(huán)保組織要求的不斷提高，已經(jīng)淘汰了諸如哈龍1211和哈龍1301等滅火劑。
2016年10月15日，近200個(gè)國家在盧旺達(dá)基加利簽署了一項(xiàng)具有里程碑意義的協(xié)議，以減少強(qiáng)效溫室氣體氫氟碳化物(HFCs)的排放，繼續(xù)保護(hù)臭氧層為目的。發(fā)達(dá)國家將率先從2019年起，減少氫氟碳化物的使用，我國承諾將在2024年前停止使用。我國目前使用的氫氟碳化物(HFCs)滅火劑主要有七氟丙烷、三氟甲烷和六氟丙烷等，一旦停止使用這些滅火劑，我國將面臨無高效潔凈氣體滅火劑使用的窘狀。雖然目前國內(nèi)外部分單位已研發(fā)出了一些新型氣體滅火劑，但這些新型氣體滅火劑尚未進(jìn)行工程應(yīng)用評(píng)價(jià)，還未取得合法的入市資質(zhì)。因此，對(duì)新型氣體滅火劑的評(píng)價(jià)研究工作已迫在眉睫。
國內(nèi)外研發(fā)的滅火劑主要以酮類鹵代物和烯烴類鹵代物為主，如美國3M公司研發(fā)的Novec1230滅火劑(化學(xué)名稱全氟己酮)沸點(diǎn)溫度49℃，ISO14520推出的HFO1233滅火劑沸點(diǎn)溫度為18.3℃，美國NIST、英國火災(zāi)研究組等研究機(jī)構(gòu)初步篩選出的氫氟碳化物替代物的沸點(diǎn)溫度大部分都在30℃～70℃范圍。
針對(duì)這類高沸點(diǎn)氣體滅火劑，測(cè)定滅火濃度是研究其性能的重要指標(biāo)之一。若采用當(dāng)前建立的杯式燃燒器(符合GB/T20702-2006)進(jìn)行滅火濃度測(cè)試，主要存在以下不足：
1、當(dāng)前建立的杯式燃燒器適用于沸點(diǎn)較低的氣體滅火劑，這類滅火劑在常溫常壓下會(huì)迅速汽化為氣態(tài)，其主要通過測(cè)量滅火劑體積和空氣體積來確定滅火濃度，滅火濃度計(jì)算公式如下：
式中：
c——滅火濃度，體積百分?jǐn)?shù)％；
Vext——滅火劑的體積流量，單位為升每分鐘；
Vair——空氣的體積流量，單位為升每分鐘。
2、大部分高沸點(diǎn)氣體滅火劑的沸點(diǎn)溫度在30℃以上，滅火劑在常溫常壓下為液態(tài)，無法形成氣態(tài)物質(zhì)，不能測(cè)出滅火劑的氣體體積流量；
3、大部分高沸點(diǎn)氣體滅火劑的飽和蒸汽壓都小于0.3MPa，測(cè)試過程中，該壓力不能保證氣體滅火劑到達(dá)杯式燃燒器中；
4、原有的測(cè)試過程中滅火劑供給壓力和流量不能恒定，滅火劑滅火濃度測(cè)量數(shù)據(jù)精度較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有試驗(yàn)裝置的不足，本發(fā)明的目的是提供一種高沸點(diǎn)氣體滅火劑滅火濃度試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。裝置由滅火劑儲(chǔ)存容器、截止閥、液體增壓泵、水浴式汽化器、減壓閥、氣體流量計(jì)和杯式燃燒器、空氣儲(chǔ)存鋼瓶等組成。裝置通過液體增壓泵和水浴式汽化器、減壓閥等部件將高沸點(diǎn)氣體滅火劑增壓氣化后，以恒定壓力和流量將滅火劑和空氣混合氣體輸送至杯式燃燒器中，用于測(cè)定高沸點(diǎn)氣體滅火劑的滅火濃度。
本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種高沸點(diǎn)氣體滅火劑滅火濃度試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，包括滅火劑儲(chǔ)存容器、液體增壓泵、截止閥Ⅰ、水浴式汽化器、減壓閥Ⅰ、截止閥Ⅱ、氣體流量計(jì)Ⅰ、杯式燃燒器、氣體流量計(jì)Ⅱ、減壓閥Ⅱ、空氣儲(chǔ)存鋼瓶、瓶閥Ⅰ、瓶閥Ⅱ、瓶閥Ⅲ，其特征在于：所述滅火劑儲(chǔ)存容器的上出口裝有瓶閥Ⅰ，滅火劑儲(chǔ)存容器的下出口依次通過瓶閥Ⅱ、液體增壓泵、截止閥Ⅰ、水浴式汽化器、減壓閥Ⅰ、截止閥Ⅱ、氣體流量計(jì)Ⅰ與三通管件的1口連接；
所述空氣儲(chǔ)存鋼瓶的出口依次通過瓶閥Ⅲ、減壓閥Ⅱ、氣體流量計(jì)Ⅱ與三通管件的3口連接；三通管件的2口與杯式燃燒器連接。
一種高沸點(diǎn)氣體滅火劑滅火濃度試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于：步驟如下，
第一步、將滅火劑置于滅火劑儲(chǔ)存容器中，滅火劑儲(chǔ)存容器為雙出口氣體鋼瓶，鋼瓶上下兩端出口處分別安裝有瓶閥Ⅰ和瓶閥Ⅱ；
第二歩、打開滅火劑儲(chǔ)存容器下端的瓶閥Ⅱ，滅火劑通過自重流入液體增壓泵中；
第三步、液體增壓泵將滅火劑增壓至壓力不大于1MPa；
第四歩、將增壓后的液態(tài)滅火劑通過截止閥Ⅰ進(jìn)入水浴式汽化器中，液態(tài)滅火劑經(jīng)水浴式汽化器加熱汽化后變成氣態(tài)，水浴式汽化器設(shè)定溫度高于滅火劑沸點(diǎn)溫度20℃以上；
第五步、水浴式汽化器出口處連接減壓閥Ⅰ，汽化后的氣體經(jīng)減壓閥Ⅰ可減壓至0.3MPa～0.8MPa，減壓閥Ⅰ出口連接截止閥Ⅱ；
第六步、截止閥Ⅱ出口連接氣體流量計(jì)Ⅰ，氣體流量計(jì)Ⅰ測(cè)量減壓后氣態(tài)滅火劑的體積流量，打開截止閥Ⅱ；
第七步、空氣儲(chǔ)存鋼瓶出口連接瓶閥III，瓶閥III控制鋼瓶?jī)?nèi)介質(zhì)與外界的通斷；
第八步、空氣儲(chǔ)存在空氣儲(chǔ)存鋼瓶中，打開瓶閥III，調(diào)節(jié)鋼瓶出口減壓閥Ⅱ至0.3MPa～0.8MPa，氣體流量計(jì)II測(cè)量減壓后空氣的體積流量；
第九步、將滅火劑和空氣通過三通管件混合后通入杯式燃燒器中，杯式燃燒器中有正庚烷液體燃燒,若火焰熄滅，則減小減壓閥Ⅰ的壓力逐步減少滅火劑量，直至出現(xiàn)臨界狀態(tài)，通過氣體流量計(jì)I和氣體流量計(jì)II分別測(cè)得滅火劑的體積流量Vext和空氣的體積流量Vair，并按照公式計(jì)算滅火濃度；若火焰不熄滅，則增大減壓閥Ⅰ的壓力逐步增大滅火劑量，直至出現(xiàn)臨界狀態(tài)，通過氣體流量計(jì)I和氣體流量計(jì)II分別測(cè)得滅火劑的體積流量Vext和空氣的體積流量Vair，并按照公式(1)計(jì)算滅火濃度；滅火濃度計(jì)算公式如下：
式中：
c——滅火濃度，體積百分?jǐn)?shù)％；
Vext——滅火劑的體積流量，單位為升每分鐘；
Vair——空氣的體積流量，單位為升每分鐘。
本發(fā)明的有益效果是：
原有的杯式燃燒器試驗(yàn)裝置只適用于沸點(diǎn)溫度較低的氣體滅火劑，無法測(cè)量液態(tài)滅火劑的滅火濃度，本裝置解決了液態(tài)滅火劑滅火濃度測(cè)試的難題。通過使用本裝置的液體增壓泵、水浴式汽化器、減壓器、氣體流量計(jì)等，可使液態(tài)滅火劑增壓、汽化至氣體狀態(tài)，并通過減壓閥減壓，能以恒定壓力、恒定流量輸出至杯式燃燒器中，為定量、準(zhǔn)確測(cè)量滅火劑滅火濃度提供技術(shù)支撐。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)連接示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種高沸點(diǎn)氣體滅火劑滅火濃度試驗(yàn)裝置，包括滅火劑儲(chǔ)存容器1、液體增壓泵2、截止閥Ⅰ3、水浴式汽化器4、減壓閥Ⅰ5、截止閥Ⅱ6、氣體流量計(jì)Ⅰ7、杯式燃燒器8、氣體流量計(jì)Ⅱ9、減壓閥Ⅱ10、空氣儲(chǔ)存鋼瓶11、瓶閥Ⅰ12、瓶閥Ⅱ13、瓶閥Ⅲ14。
滅火劑儲(chǔ)存容器1的上出口裝有瓶閥Ⅰ1-1，滅火劑儲(chǔ)存容器1的下出口依次通過瓶閥Ⅱ13、液體增壓泵2、截止閥Ⅰ3、水浴式汽化器4、減壓閥Ⅰ5、截止閥Ⅱ6、氣體流量計(jì)Ⅰ7與三通管件15的1口連接；
所述空氣儲(chǔ)存鋼瓶11的出口依次通過瓶閥Ⅲ14、減壓閥Ⅱ10、氣體流量計(jì)Ⅱ9與三通管件15的3口連接；三通管件15的2口與元杯式燃燒器8連接。
杯式燃燒器8符合GB/T20702-2006的要求。
一種高沸點(diǎn)氣體滅火劑滅火濃度試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，步驟如下：
第一步、將滅火劑置于滅火劑儲(chǔ)存容器1中，滅火劑儲(chǔ)存容器1為雙出口氣體鋼瓶，鋼瓶上下兩端出口處分別安裝有瓶閥Ⅰ12和瓶閥Ⅱ13。
第二歩、打開滅火劑儲(chǔ)存容器1下端的瓶閥Ⅱ13，滅火劑通過自重流入液體增壓泵2中。
第三步、液體增壓泵2將滅火劑增壓至壓力不大于1MPa。
第四歩、將增壓后的液態(tài)滅火劑通過截止閥Ⅰ3進(jìn)入水浴式汽化器4中，液態(tài)滅火劑經(jīng)水浴式汽化器4加熱汽化后變成氣態(tài)，水浴式汽化器4設(shè)定溫度高于滅火劑沸點(diǎn)溫度20℃以上。
第五步、水浴式汽化器4出口處連接減壓閥Ⅰ5，汽化后的氣體經(jīng)減壓閥Ⅰ5可減壓至0.3MPa～0.8MPa，減壓閥Ⅰ5出口連接截止閥Ⅱ6。
第六步、截止閥Ⅱ6出口連接氣體流量計(jì)Ⅰ7，氣體流量計(jì)Ⅰ7測(cè)量減壓后氣態(tài)滅火劑的體積流量，打開截止閥Ⅱ6。
第七步、空氣儲(chǔ)存鋼瓶11出口連接瓶閥III14，瓶閥III14控制鋼瓶?jī)?nèi)介質(zhì)與外界的通斷。
第八步、空氣儲(chǔ)存在空氣儲(chǔ)存鋼瓶11中，打開瓶閥III14，調(diào)節(jié)鋼瓶出口減壓閥Ⅱ10至0.3MPa～0.8MPa，氣體流量計(jì)II9測(cè)量減壓后空氣的體積流量。
第九步、將滅火劑和空氣通過三通管件15混合后通入杯式燃燒器8中，杯式燃燒器8中有正庚烷液體燃燒,若火焰熄滅，則減小減壓閥Ⅰ5的壓力逐步減少滅火劑量，直至出現(xiàn)臨界狀態(tài)，通過氣體流量計(jì)I7和氣體流量計(jì)II9分別測(cè)得滅火劑的體積流量Vext和空氣的體積流量Vair，并按照公式1計(jì)算滅火濃度；若火焰不熄滅，則增大減壓閥Ⅰ5的壓力逐步增大滅火劑量，直至出現(xiàn)臨界狀態(tài)，通過氣體流量計(jì)I7和氣體流量計(jì)II9分別測(cè)得滅火劑的體積流量Vext和空氣的體積流量Vair，并按照公式(1)計(jì)算滅火濃度；滅火濃度計(jì)算公式如下：
式中：
c——滅火濃度，體積百分?jǐn)?shù)％；
Vext——滅火劑的體積流量，單位為升每分鐘(L/min)；
Vair——空氣的體積流量，單位為升每分鐘(L/min)；
按照上述第一步～第九步的步驟，當(dāng)杯式燃燒器8中火焰出現(xiàn)臨界狀態(tài)時(shí)，通過氣體流量計(jì)I7測(cè)得滅火劑的體積流量Vext為6L/min，通過氣體流量計(jì)II9測(cè)得空氣的體積流量Vair為94L/min，計(jì)算過程如下：
按照公式(1)計(jì)算滅火濃度為6％。
根據(jù)上述說明，結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案。