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    屏蔽泵斷料,是否會導致火災爆炸?
    2019-06-30

    一、案例場景:


    某石化公司甲醇裂解制氫裝置甲醇進料泵為大連帝國的屏蔽泵,工藝流程如下:


    甲醇原料罐→出口管線→出口閥→管線→屏蔽泵→制氫裝置進料


    在甲醇裂解制氫裝置生產過程中,進料泵屏蔽泵P-7201A一直運行平穩,裝置在開前整個系統已經置換合格,整個進料系統完好無泄漏。在3月20日中午14:00,甲醇原料罐出口閥故障關閉(或原料罐低低液位連鎖出口閥關閉),從而導致屏蔽泵入口沒有物料甲醇,泵繼續空轉運行。


    ?二、剖析、結論及預防措施


    ? ? 從以上案例可知,整個進料系統在裝置開工前已經置換合格,整個進料系統完好無泄漏。正在生產運行的甲醇原料進料泵,突然因上游甲醇原料罐出口閥故障關閉,導致屏蔽泵入口沒有物料中斷,泵空轉運行。因此,輸送易燃易爆物料的屏蔽泵,入口沒有物料,是否會導致火災爆炸?針對此問題,結合本案例進行分析。



    1、屏蔽泵的工作原理和結構特性


    (1)屏蔽泵的工作原理


    屏蔽泵是一種無密封泵,泵和驅動電機都被密封在一個被泵送介質充滿的壓力容器內,此壓力容器只有靜密封,并由一個電線組來提供旋轉磁場并驅動轉子。這種結構取消了傳統離心泵具有的旋轉軸密封裝置,故能做到完全無泄漏。


    屏蔽泵把泵和電機連在一起,電動機的轉子和泵的葉輪固定在同一根軸上,利用屏蔽套將電機的轉子和定子隔開,轉子在被輸送的介質中運轉,其動力通過定子磁場傳給轉子。


    (2)屏蔽泵的結構


    屏蔽泵屬于離心泵的一種特殊形式,主要由泵體、葉輪、定子、轉子、前后導軸承、軸套以及推動盤組成。電動機與泵合為一體,定子、轉子表面分別用非磁性薄壁材料包封,與工藝介質隔開,轉子由前后導軸承支撐,浸在輸送的介質中。轉子軸端裝有葉輪,形成無軸封的結構,以達到無泄漏輸送的目的。


    2、物質發生火災和爆炸必須具備的條件


    (1)物質發生火災需具備的條件


    火災是指在時間或空間上失去控制的燃燒。而燃燒是指可燃物與氧化劑作用發生的放熱反應,通常伴有火焰、發光和(或)發煙現象。


    物質燃燒必須滿足燃燒的必要充分條件,物質才能燃燒。


    必要條件:同時具備可燃物、助燃物、引火源;


    燃燒的充分條件:(1)一定的可燃物濃度;(2)一定的氧氣含量:(3)一定的點火能量;(4)未受抑制的鏈式反應。


    (2)物質發生爆炸需具備的條件


    可燃物質(可燃氣體、蒸氣和粉塵)與空氣(或氧氣)必須在一定的濃度范圍內均勻混合,形成預混氣,遇著火源才會發生爆炸,這個濃度范圍稱為爆炸極限??扇夹曰旌衔锏臐舛戎挥刑幱诒O限內才能發生爆炸,在低于爆炸下限時不爆炸也不著火;在高于爆炸上限時不會爆炸,但能著火。




    3、甲醇的特性


    甲醇是一種揮發度高、無色、易燃、有毒的有機化合物,分子量32.04,沸點64.7℃。甲醇易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸發生化學反應或引起燃燒。




    4、案例分析


    針對本題論,結合本案例進行分析如下:


    (1)從屏蔽泵的原理和屏蔽泵的結構圖(圖一和圖二)可知:屏蔽泵沒有旋轉軸密封裝置,即沒有動密封,只有靜密封,靜密封點只有5個。


    屏蔽泵靜密封點


    (2)從進料系統運行工況分析,裝置在開關前系統已經置換合格,整個系統完好無泄漏,從而排除了其他系統部件空氣(氧化氣)進入系統的可能性,系統無助燃物。


    (3)甲醇具有高揮發性,因此在甲醇原料罐出口閥故障關閉,屏蔽泵入口沒有物料,但還存在著很多揮發的甲醇氣體,系統管道存在可燃氣(揮發甲醇氣體)。


    (4)屏蔽泵在入口斷物料的情況下,空運轉,會造成屏蔽泵軸承磨損燒壞、如發現不及時嚴重的會導致屏蔽泵定子、轉子屏蔽套損壞,電機定子與介質接觸漏電。因此,屏蔽泵長時間空轉,會造成軸承和軸套的損壞,泵及電機升溫發熱,則工況環境存在高溫能量和電火花等引火源。


    (5)屏蔽泵及時在定子、轉子屏蔽套損壞*苛刻的條件下,主要保證屏蔽泵本體損壞,5個靜密封點完好無泄漏,那屏蔽泵就可以達到無泄漏的要求。


    火災爆炸條件:可燃氣(揮發甲醇氣體)+助燃物(系統置換合格、無泄漏,無助燃物空氣或氧氣)+引火源(高溫熱源或電火花)




    5、結論


    在考慮出屏蔽泵以外的其他系統設備完好,無泄漏,系統開工前置換合格,屏蔽泵外部沒有遭受嚴重的破壞的前提下,因系統內部缺少助燃物(空氣或氧氣),不滿足燃氣的充分必要條件;且整個系統設備設施無泄漏,周圍環境缺少可燃物,也不滿足燃氣的充分必要條件。所以輸送易燃易爆物料屏蔽泵,在生產運行過程中,因上游閥門的故障,入口沒有物料(斷料),是不會導致火災爆炸的。


    防范措施:雖然屏蔽泵屬于無泄漏的泵,應用于輸送易燃易爆、有毒的介質,但是如果各安全措施落實不到位,屏蔽泵故障沒有及時發現,導致故障的擴大,就會引起介質泄漏,造成火災爆炸事故的發生。因此我們應該做到以下幾點安全6、預防措施


    (1)裝置開工前,要嚴格按照裝置開工方案,對輸送易燃易爆介質的系統進行置換合格。


    (2)檢查整個系統的設備設施是否完好,無泄漏。


    (3)加強設備巡檢,及時發現設備故障。


    (4)對輸送易燃易爆介質的屏蔽泵等關鍵重點設備加強監控,可按設計規范增加安全報警或連鎖裝置。


    (5)平時做好設備的維護和檢修。


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