彈壓式消防截止閥在新疆油田的現(xiàn)場應(yīng)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(jié)構(gòu)和工作原理，并進行了油田現(xiàn)場的操作實驗。結(jié)果表明該彈壓式消防截止閥結(jié)構(gòu)簡單，開、關(guān)閥時間都遠遠小于傳統(tǒng)的消防截止閥，在現(xiàn)場采用該彈壓式消防截止閥可以有效的提高防災(zāi)救災(zāi)的工作效率，減少經(jīng)濟損失，對保障人民群眾的生命和財產(chǎn)安全具有重要的作用。

關(guān)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(chǎn)基地，在國民經(jīng)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(chǎn)日益引起人們的重視。但在油田，尤其是含氣油田的生產(chǎn)過程中，隨著伴生氣的開采油田發(fā)生火災(zāi)的幾率也顯著增加，為了有效地對可能發(fā)生的火災(zāi)進行有效的控制，確保生產(chǎn)的安全、順利、穩(wěn)定進行，有必要在油井井口設(shè)置消防截止閥和與之相適應(yīng)的啟閉裝置。

1 油田安全生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

目前，油田上常用的傳統(tǒng)的消防截止閥通常為升降旋轉(zhuǎn)桿式，其一端安裝在消防管網(wǎng)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(guān)閉狀態(tài)，一旦出現(xiàn)火情，逆時針旋轉(zhuǎn)截止閥上的手輪打開截止閥，高壓水即從消防管網(wǎng)出水管經(jīng)截止閥、高壓軟管、高速流向水槍，打開水槍開關(guān)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(nèi)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(tài)。這對于升降旋轉(zhuǎn)桿式的截止閥來說，即需要連續(xù)不斷地逆時針旋轉(zhuǎn)截止閥上的手輪，使閥桿提升至最高極限方能實現(xiàn)，也就是說將這種截止閥從關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換到全開狀態(tài)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(tǒng)的升降旋轉(zhuǎn)桿式截止閥打開時間慢，不能滿足救災(zāi)時的分秒必爭要求，因此有必要開發(fā)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(zāi)的快速反應(yīng)需要。

2 新型截止閥結(jié)構(gòu)及方案設(shè)計

針對傳統(tǒng)的升降旋轉(zhuǎn)桿式消防截止閥的技術(shù)上的不足，設(shè)計一種彈壓式消防截止閥及快速啟閉裝置，以滿足救災(zāi)時的快速反應(yīng)需要。

所設(shè)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(gòu)成支架內(nèi)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(gòu)成閥體內(nèi)部的閥腔，且在閥腔內(nèi)的閥體上設(shè)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(nèi)彈簧卡箍和消防用高壓水槍。

在正常狀態(tài)下，卡合在消防用高壓水槍上的內(nèi)彈簧卡箍卡合在外彈簧卡箍內(nèi)，并抵壓上閥桿頂端，同時壓迫彈簧腔內(nèi)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(gòu)成截止閥的閉合狀態(tài)；一旦發(fā)現(xiàn)火情，從外彈簧卡箍內(nèi)拔出帶有內(nèi)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(wǎng)提供的水壓作用下迅捷頂開，使截止閥立刻處于開啟狀態(tài)，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(zāi)。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(tài)下的情況，而圖（b）則為發(fā)生火災(zāi)意外情況下高壓水槍拔出狀態(tài)的情況。

滅火結(jié)束后，在消防用高壓水槍按壓內(nèi)彈簧卡箍，然后將其卡入外彈簧卡箍內(nèi)，內(nèi)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(nèi)的平面密封凡爾重新構(gòu)成截止閥的閉合狀態(tài)。在此狀態(tài)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(nèi)彈簧卡箍內(nèi)以備下用。

3 油田現(xiàn)場應(yīng)用實驗及結(jié)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(lián)合站進行了現(xiàn)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(jié)果的影響，采用了人員分組、互換實驗、加權(quán)平均的方法對實驗結(jié)果予以修正。由于在油田生產(chǎn)中每個人都是消防工作的主體，故在油田現(xiàn)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(tǒng)的消防截止閥進行操作，在一輪對比操作完成后再對調(diào)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(huán)節(jié)，而關(guān)閥操作則只包括自起點到達消防閥、關(guān)閥、返回起點三個環(huán)節(jié)；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(jié)果的影響；實驗計時采用油田公司專用的觸發(fā)式計時系統(tǒng)，其時間誤差低于0.01 s，對實驗結(jié)果的影響基本可以忽略。所得的實驗結(jié)果如表1和表2所示。

由表1可以看出，與傳統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(jié)約超過60%的時間，這對爭分奪秒的火災(zāi)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(jīng)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(guān)閥時間約為2.2 s，而關(guān)閉傳統(tǒng)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(guān)閥操作也比傳統(tǒng)的消防截止閥要簡單、迅速的多，可以節(jié)約2/3的時間來進行火災(zāi)撲滅的后續(xù)工作，對于提高人員效率，減少經(jīng)濟損失具有重要的作用。

4 結(jié)語

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

參考文獻

[1] 林超.消防系統(tǒng)中常見的問題、原因與處理[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2002（2）：33-35.

[2] 翟洪生.消防系統(tǒng)設(shè)置設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題[J].科學大眾，2008（4）：121-122.

[3] 王保堅.對消防系統(tǒng)運行中的問題及分析[J].科技致富向?qū)В?013（9）：214-215.

[4] 張金敏.當前我國自動消防系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題及成因與對策研究[J].科技信息，2011（5）：402.