彈壓式消防截止閥在新疆油田的現場應用研究

王琦 范翠杰

摘 要：介紹了一種新型的彈壓式消防截止閥快速啟閉裝置的結構和工作原理，并進行了油田現場的操作實驗。結果表明該彈壓式消防截止閥結構簡單，開、關閥時間都遠遠小于傳統的消防截止閥，在現場采用該彈壓式消防截止閥可以有效的提高防災救災的工作效率，減少經濟損失，對保障人民群眾的生命和財產安全具有重要的作用。

關鍵詞：消防截止閥 實驗 操作 安全

中圖分類號：TE257 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（a）-0024-02

油田作為我國能源的重要生產基地，在國民經濟和人民生活中起著舉足輕重的作用，因此油田的安全生產日益引起人們的重視。但在油田，尤其是含氣油田的生產過程中，隨著伴生氣的開采油田發生火災的幾率也顯著增加，為了有效地對可能發生的火災進行有效的控制，確保生產的安全、順利、穩定進行，有必要在油井井口設置消防截止閥和與之相適應的啟閉裝置。

1 油田安全生產現狀分析

目前，油田上常用的傳統的消防截止閥通常為升降旋轉桿式，其一端安裝在消防管網的出水管上，另一端安裝在與消防水槍連接的高壓軟管上。正常情況下，截止閥處于關閉狀態，一旦出現火情，逆時針旋轉截止閥上的手輪打開截止閥，高壓水即從消防管網出水管經截止閥、高壓軟管、高速流向水槍，打開水槍開關即可用于滅火。由于滅火時不但要求水具有很高的壓力，以便從水槍口流出的水能夠噴射盡量遠的距離，而且要求水具有大的流量，以便從水槍口流出的水在單位時間內能夠噴射出足夠多的量，因此，打開截止閥時必須使截止閥處于全開狀態。這對于升降旋轉桿式的截止閥來說，即需要連續不斷地逆時針旋轉截止閥上的手輪，使閥桿提升至最高極限方能實現，也就是說將這種截止閥從關閉狀態轉換到全開狀態是需要時間的，盡管相當短暫。然而，救火時間是十分寶貴的，那怕延誤一秒鐘，帶來的后果也是無法估量的。傳統的升降旋轉桿式截止閥打開時間慢，不能滿足救災時的分秒必爭要求，因此有必要開發一種安全、高效、迅速的消防截止閥和啟閉裝置，以滿足緊急情況下消防救災的快速反應需要。

2 新型截止閥結構及方案設計

針對傳統的升降旋轉桿式消防截止閥的技術上的不足，設計一種彈壓式消防截止閥及快速啟閉裝置，以滿足救災時的快速反應需要。

所設計的彈壓式消防截止閥，由截止閥和啟閉裝置組成，所述的截止閥包括閥體、支架、端蓋、上閥桿、彈簧、下閥桿和閥芯；支架的上部法蘭與端蓋螺栓緊固連接，構成支架內部的彈簧腔；支架的下部法蘭與閥體上部法蘭螺栓緊固連接，構成閥體內部的閥腔，且在閥腔內的閥體上設有平面密封凡爾；閥芯活動連接在下閥桿的下端，所述的快速啟閉裝置，包括外彈簧卡箍、內彈簧卡箍和消防用高壓水槍。

在正常狀態下，卡合在消防用高壓水槍上的內彈簧卡箍卡合在外彈簧卡箍內，并抵壓上閥桿頂端，同時壓迫彈簧腔內的彈簧，使下閥桿下端的閥芯在抵壓力及彈簧壓力的共同作用下，與閥體上的平面密封凡爾構成截止閥的閉合狀態；一旦發現火情，從外彈簧卡箍內拔出帶有內彈簧卡箍的消防用高壓水槍，上閥桿在彈簧回復力的作用下迅速彈起，下閥桿下端的閥芯在消防管網提供的水壓作用下迅捷頂開，使截止閥立刻處于開啟狀態，從而使消防用高壓水槍從彈簧卡箍中拔出就能出水，立即投入滅火救災。圖1為彈壓式消防截止閥工作過程示意圖，其中（a）為截止閥正常狀態下的情況，而圖（b）則為發生火災意外情況下高壓水槍拔出狀態的情況。

滅火結束后，在消防用高壓水槍按壓內彈簧卡箍，然后將其卡入外彈簧卡箍內，內彈簧卡箍抵壓上閥桿頂端，同時壓迫彈簧，使閥芯在抵壓力及彈簧壓力的共同作用下，與閥體內的平面密封凡爾重新構成截止閥的閉合狀態。在此狀態下，釋放截止閥連接消防用高壓水槍軟管中的殘留積水，放完積水后將消防用高壓水槍卡入內彈簧卡箍內以備下用。

3 油田現場應用實驗及結果分析

為驗證彈壓式消防截止閥工作效果，在新疆油田百口泉采油廠注輸聯合站進行了現場實驗對比。

在實驗過程中為了避免人為因素和個體差異對實驗結果的影響，采用了人員分組、互換實驗、加權平均的方法對實驗結果予以修正。由于在油田生產中每個人都是消防工作的主體，故在油田現場隨機抽取男女職工各8人分成兩組，確保每組男女比例相同（即男女各4人）。實驗過程中每組抽取一人對分別對彈壓式消防截止閥和傳統的消防截止閥進行操作，在一輪對比操作完成后再對調操作，以減少體力消耗對操作速度的影響；操作人員的起點與截止閥之間的距離為5 m，開閥操作過程包括自起點到達消防閥、開閥、回到起點三個環節，而關閥操作則只包括自起點到達消防閥、關閥、返回起點三個環節；操作人員次序排布方面采用了男對男、女對女的方法，以消除心理因素對實驗結果的影響；實驗計時采用油田公司專用的觸發式計時系統，其時間誤差低于0.01 s，對實驗結果的影響基本可以忽略。所得的實驗結果如表1和表2所示。

由表1可以看出，與傳統的消防截止閥相比所選取的兩組人員的開閥操作時間基本相同，且各組人員彈壓式消防截止閥操作時間的標準差均遠小于傳統的消防截止閥，這說明所選取的操作人員樣本具有普遍性，能夠代表一般的操作水平。兩組人員操作彈壓式消防截止閥的平均為2.6 s左右，而傳統的消防截止閥開閥操作則需要超過6.8 s，這說明采用新型的彈壓式截止閥可節約超過60%的時間，這對爭分奪秒的火災救援來說十分重要，可以有效的提高滅火效率，最大限度地減小經濟損失。

由表2可以看出所采用的彈壓式消防截止閥平均關閥時間約為2.2 s，而關閉傳統的消防截止閥則需要6.6 s左右的時間，這說明彈壓式消防截止閥的關閥操作也比傳統的消防截止閥要簡單、迅速的多，可以節約2/3的時間來進行火災撲滅的后續工作，對于提高人員效率，減少經濟損失具有重要的作用。

4 結語

該文詳細介紹了一種新型的彈壓式消防截止閥的結構和工作原理，并進行了油田現場的操作實驗。通過彈壓式消防截止閥和傳統的消防截止閥對比實驗可以發現該彈壓式消防截止閥的開、關閥時間都遠遠小于傳統的消防截止閥，在油田現場采用該彈壓式消防截止閥可以有效的提高防災救災的工作效率，對于保障人民群眾的生命和財產安全具有重要的作用。

參考文獻

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