卧式炉 - ToronFT™ HF
ToronFT™ HF卧式炉耐火性能测试采用符合ISO 834-1和EN 1363-1标准的时温曲线，对全尺寸电缆桥架试样进行耐火测试，从而确定建筑物、工业厂房和关键基础设施中使用的电缆管理系统的耐火等级。该炉可水平放置电缆桥架组件，与实际安装位置（例如天花板、楼板空隙和维修走廊中的桥架）相匹配。十台额定功率均为150 kW的高压液化石油气燃烧器驱动炉内温度沿规定曲线变化，并在整个测试过程中保持标准要求的精确压力条件。
炉膛采用美国GOVMARK五层耐火材料技术建造，最内层为耐温1600℃的莫来石高温陶瓷纤维，最外层为钢结构框架，运行期间保持室温。这种多层壁结构既能满足持续耐火测试所需的隔热性能，又能确保外部表面温度对实验室人员安全。炉膛内部尺寸为深4.2米、宽2.0米，为实验室提供了足够的作业空间，可测试实际商业尺寸的电缆桥架及其上装载的电缆和配件。
基于PLC的计算机控制系统驱动整个测试流程，包括自动点火、温度曲线跟踪、压力调节和数据记录。该系统以每秒三次的频率，通过十个K型热电偶采集炉温数据，并通过三个差压传感器采集炉压数据，持续将测量值与ISO 834-1时间-温度曲线进行比较，并据此调整燃烧器输出功率和泄压风扇转速。测试记录自动保存，并带有时间戳和测试标识，数据可导出至Excel生成报告。集成的连续性监测电路可在整个火灾暴露过程中检查电缆的电气完整性，测试电压可在0至1000 V相电压范围内调节。
卧式炉 - ToronFT™ HF 应用
ToronFT™ HF 适用于需要根据国际认可标准对电缆桥架系统进行耐火等级认证的实验室和测试机构。它涵盖所有需要进行卧式炉测试的电缆管理产品。
- 电缆桥架和电缆梯架 Manufacturers：对钢、铝和复合材料电缆桥架系统进行耐火等级测试，以获得产品认证和建筑规范符合性的耐火等级。
- 认可的防火测试实验室：代表制造商按照 ISO 834-1、EN 1363-1 和同等国家标准对电缆管理系统进行第三方鉴定和认证测试。
- 建筑和施工项目：测试高层建筑、医院、机场和数据中心指定的电缆桥架组件，这些场所的防火等级由消防安全规范强制规定。
- 核电设施：对安全关键环境中的电缆支撑系统进行鉴定测试，其中电缆桥架必须在规定的火灾持续时间内保持结构和功能完整性。
- 工业和石化厂：对穿过工艺区域的电缆管理系统进行耐火测试，其中碳氢化合物火灾暴露是设计考虑因素。
- 防火材料开发商：评估应用于电缆桥架系统的膨胀涂料、防火毯和保护性包裹材料，以验证它们对组件耐火等级的贡献。
- 研究机构和大学：在受控标准火灾条件下研究建筑构件、耐火材料和被动防火系统的热性能。
- 建筑产品认证机构：对结构性和非结构性建筑构件进行炉内测试，作为产品审批方案的一部分，需要耐火性能数据。
标准
ToronFT™ HF 的设计旨在满足以下国际耐火测试标准的炉体结构、仪器仪表和测试程序要求。
- ISO 834-1 - 耐火试验：建筑构件 - 第 1 部分：一般要求
- EN 1363-1 - 耐火试验：第 1 部分：一般要求
- EN 1363-2 - 耐火试验：第 2 部分：替代和附加程序
- IEC 61537 - 电缆管理：电缆桥架系统和电缆梯架系统（防火性能要求）
- ASTM E119 - 建筑结构和材料耐火试验标准方法
- BS 476-20 - 建筑材料和结构的耐火试验：建筑构件耐火性能测定方法（一般原则）
卧式炉 - ToronFT™ HF 主要特点
ToronFT™ HF 将大腔室卧式炉容量与精确的多区域温度控制、自动压力调节和全面的数据采集集成在一个专为专业耐火性测试实验室设计的系统中。
- 4.2 米 × 2.0 米水平试验箱：一个工作箱，尺寸适合完整的商用电缆桥架部分和加载的电缆组件，可容纳耐火等级测试通常所需的试样尺寸。
- 五层 GOVMARK 耐火结构：采用美国 GOVMARK 技术建造的炉壁结合了 1600°C 额定莫来石陶瓷纤维内层、耐火砖、高温矿棉、烧制砖外壳和钢结构框架，使外表面在运行期间保持环境温度。
- 十个独立的 150 kW 液化石油气燃烧器：每个燃烧器都使用自己的燃料和空气管路，并配有空燃比阀，可将热量均匀地分配到整个燃烧室长度，使控制系统能够微调区域温度，从而实现一致的曲线跟踪。
- 自动化 ISO 834-1 曲线跟踪：PLC 控制系统每三秒将十个热电偶的平均值与目标曲线进行比较，并持续调整燃烧器输出，从点火到整个测试期间保持所需的温度容差。
- 三传感器压力测量与控制：三个 T 型探头差压传感器提供冗余的炉膛压力测量，其中一个传感器主动控制泄压风扇转速，第二个传感器作为交叉检查参考，符合 ISO 834-1 的要求。
- 双模式烟气冷却：废气在 3 米长的冷却管道中同时通过风扇和水喷淋冷却，使烟气温度在排放前降至 70°C 以下，从而保护下游基础设施。
- 16 位高精度数据采集，间隔 3 秒：16 位采集卡每秒记录三次来自所有十个炉子热电偶的温度、来自三个传感器的炉子压力以及电路完整性状态，所有数据均带有时间戳并存储，用于生成测试报告。
- 0 至 1000 V 可调电缆电路连续性检查：一个具有可变输出的三相隔离变压器在整个炉子测试过程中向电缆导体施加带电测试电压，每根导体电流为 3 A 或 5 A，并且有一个 D II 型保险丝电路，当绝缘失效时触发。
- 自动液化石油气切换系统：八个液化石油气钢瓶分为两组，每组四个，当一组的压力低于设定值时，可自动切换至液相，防止在长时间暴露于火灾期间气体中断和测试中止。
- PC 软件，支持 Excel 导出和终身免费升级：基于 LabVIEW 的操作界面可实时显示温度曲线、压力读数和样品数据，并可实时绘制图表；测试记录按测试编号保存，可随时导出到 Excel 或从存储的数据中重新打印；软件升级免费提供。
- 观察口和气体泄漏检测：后壁观察口允许测试操作员在测试期间观察试样表面和火焰状况；两个可燃气体探测器监测气体室和测试区域的液化石油气泄漏，并在发出警报时自动切断燃料。
理论与方法
耐火性能测试衡量建筑构件在达到预设标准（例如结构坍塌、完整性丧失或热量过度传递至未暴露面）之前，能够抵御或控制火灾的时间。ISO 834-1 标准火灾测试遵循纤维素时间-温度关系式 T = 345 × log₁₀(8t + 1) + 20，其中 T 为炉内平均温度（摄氏度），t 为测试时间（分钟）。该曲线基于对实际建筑火灾的观察得出，炉内温度从环境温度逐渐升高，60 分钟时达到约 945°C，120 分钟时达到约 1049°C，模拟了结构或防护构件在完全发展的隔间火灾作用下所受到的持续热侵蚀。
ToronFT™ HF 通过持续调节十个 150 kW 液化石油气燃烧器的燃料空气比来维持标准曲线。每个燃烧器均由 11 kW 强制通风系统提供独立调节的燃气管路和燃烧空气，每个燃烧器上都配有空燃比阀，用于控制混合比，以实现完全燃烧和最大热释放。十个 K 型铠装热电偶（每侧五个）的探针尖端从热电偶护套伸出炉膛空间 25 mm，用于测量符合 ISO 834-1 标准规定位置和高度的平均炉膛温度。控制软件每三秒将十个热电偶的平均温度与目标曲线进行比较，并通过 PLC 调节燃烧器的燃烧速率，从而将炉膛温度维持在标准规定的公差范围内。
炉膛过压是同样重要的测试参数。ISO 834-1 标准规定，炉口顶部的正压必须在测试开始后五分钟内达到 15 ± 5 Pa，并在十分钟后保持在 17 ± 3 Pa。三个 T 型探头差压传感器采用 USU310S 不锈钢制造，能够承受炉膛内 1300°C 以上的高温，用于测量炉膛内相对于实验室大气压的表压，测量位置与炉膛内水平面相同。一台 7.5 kW 的泄压风扇由变频驱动器控制，用于调节排气流量，以持续维持设定的压力值。
离开炉子的废气通过直径为 330 毫米的高温不锈钢管道，然后通过喷水冷却段，将烟气温度降低到 70°C 以下，然后再排放，从而保护下游管道并满足通风安全要求。
卧式炉 - ToronFT™ HF 技术规格
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 产品名称 | 卧式炉 |
| 型号 | ToronFT™ HF |
| 适用标准 | ISO 834-1、EN 1363-1、EN 1363-2、IEC 61537、ASTM E119、BS 476-20 |
| 炉膛方向 | 水平（试样水平加载） |
| 炉膛内部尺寸 | 4.2米（深）× 1.5米（高）× 2.0米（宽） |
| 炉膛最高温度 | 1300°C（内层额定温度为1600°C） |
| 炉壁施工 | 五层结构：（1）钢结构框架，（2）外层烧制砖，（3）高温矿棉，（4）耐火砖，（5）莫来石陶瓷纤维（耐温1600℃） |
| 炉子外部温度 | 环境温度（运行过程中外表面不发热） |
| 汽油 | 液化石油气（LPG），50公斤钢瓶供应；也兼容管道燃气 |
| 液化石油气供应配置 | 8个气缸；2组并联的气缸，每组4个；组间液相自动切换 |
| 油耗 | 75 至 125 立方米/小时 |
| 燃烧器类型 | 带空燃比控制的高压液化石油气燃烧器 |
| 燃烧器数量 | 10 |
| 燃烧器功率 | 每个燃烧器150千瓦 |
| 总燃烧功率 | 1500 kW |
| 点火方法 | 自动高压电子点火；熄火检测，带自动报警和燃油切断功能 |
| 空燃比控制 | 每个燃烧器均配备比例式空燃阀，以优化燃烧；11千瓦燃烧空气风扇 |
| 液化石油气汽化器 | 气相汽化器将液态液化石油气转化为气态，以最大限度地提高气瓶利用率并确保稳定燃烧。 |
| 炉温测量 | 10 个 K 型铠装热电偶，直径 2.0 mm，符合 ISO 834-1 标准；两侧各 5 个；探针尖端伸出长度 25 mm；炉内温度精度 ±15°C |
| 热电偶采集点 | 10 个活动频道（另加 2 个备用频道） |
| 热电偶温度范围 | 高达1300°C |
| 炉压测量 | 3 个 T 型探头差压传感器，USU310S 高温不锈钢材质；量程 0–100 Pa；精度 ±0.5 Pa；一个用于控制，一个用于验证 |
| 炉膛压力控制目标 | 炉顶压力：15 ± 5 Pa（前 5 分钟）；17 ± 3 Pa（从 10 分钟开始），符合 ISO 834-1 标准 |
| 炉压精度 | ±3 帕 |
| 超压保护 | 如果炉内压力超过 100 帕，则自动切断燃气并终止测试。 |
| 泄压风扇 | 7.5千瓦高温离心风机，采用变频驱动；计算机控制排气量 |
| 烟气排气管道（炉内） | 直径 330 毫米的 USU310S 不锈钢材质；额定温度 1300°C；炉体后壁有两个排气口 |
| 废气冷却 | 双模式：强制送风加水喷淋冷却，冷却风道长3米；出口排气温度≤70℃ |
| 烟雾收集塔 | 炉口上方设有锥形集尘塔；通往泄压系统的管道直径为 300 毫米；配备 7.5 千瓦高温引风机 |
| 数据采集率 | 每秒读取 3 次（每 3 秒一次） |
| 压力数据记录 | 每 5 分钟记录一次；采集速率为 3 次/秒 |
| 数据采集硬件 | 16位高精度数据采集卡；台达PLC（台湾）；多通道温度变送器模块 |
| 控制软件 | 基于 LabVIEW；Windows 操作系统；兼容 OPC 的开放式架构；实时和历史曲线显示；Excel 导出；终身免费升级 |
| 控制接口 | PC（计算机控制）；显示温度曲线、压力、试样热电偶数据；一键生成和打印报告 |
| 时间精度 | ±1 秒/小时 |
| 温度精度 – 炉子 | ±15℃ |
| 温度精度 – 未暴露面部/环境温度 | ±2.5℃ |
| 电路连通性测试电压 | 0 至 1000 V（相电压），连续可调 |
| 电路连通性测试电流 | 每根导线或每组导线 3 安培或 5 安培 |
| 电路连续性保险丝 | 3 A，D II 型 |
| 电压 | 三相五线制，交流380伏，50赫兹 |
| 总装机功率 | 35千瓦（含排烟系统） |
| 供水 | 需要市电供电（用于废气冷却） |
| 气体泄漏检测 | 2 个可燃气体探测器（分别位于气体检测室和测试区）；报警时自动切断燃料供应 |
| 最低层高 | 7.0 m |
| 所需实验室总占地面积 | 最小面积 275 平方米（测试区、控制室、气体室、样品制备区） |
| 观察口 | 炉后壁观察窗用于在试验过程中直接观察试样和火焰 |
标准配置
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| 卧式耐火炉 | 1 套单元，五层耐火结构，内部尺寸为 4.2 米 × 1.5 米 × 2.0 米 |
| 液化石油气燃烧器系统 | 10 × 150 kW 高压燃烧器，配有空燃比阀、点火控制器和熄火探测器 |
| 气体控制系统 | 液化石油气汽化器、双组自动气瓶切换装置、双级压力调节器、电动蝶阀、比例阀、压力表、气液分离器、气体泄漏检测器 |
| 燃烧空气系统 | 11千瓦强制通风风机，330毫米主空气歧管，带有通往每个燃烧器的分支进气口 |
| 压力释放和排气系统 | 7.5 kW 变速排气扇，330 mm USU310S 高温不锈钢炉管，双风机和水喷淋式排气冷却器 |
| 烟雾收集系统 | 炉口上方设有PPCI锥形集尘塔，配备7.5千瓦引风机，集尘管道直径300毫米。 |
| 温度测量系统 | 10 个 K 型铠装热电偶（2 个备用），多通道温度变送器模块，16 位采集卡 |
| 压力测量系统 | 3个T型差压传感器，2个高精度压力变送器，USU310S不锈钢探针管 |
| 电脑控制系统 | Delta PLC、PC工作站、LabVIEW控制软件、实时数据记录和报告生成 |
| 电路连续性系统 | 三相隔离变压器、可变电压调节器（0–1000 V）、负载电阻器、熔断器保护 |
设施要求（客户提供）
| 需求 | 规格 |
|---|---|
| 电力供应 | 三相五线制，交流380伏，50赫兹，35千瓦专用电路，带独立断路器 |
| 液化石油气钢瓶 | 8 个 50 公斤液化石油气钢瓶（每组 4 个，共 2 组）；测试期间需额外储备钢瓶 |
| 供水 | 用于排气冷却的主冷水连接 |
| 实验室空间 | 总面积至少 275 平方米；测试区域层高至少 7.0 米 |
| 环控系统 | 测试区域通风良好；附近无易燃易爆物品。 |
| 排气管道 | 冷却废气的外部烟道连接 |