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新闻动态
屏蔽泵断料,是否会导致火灾爆炸?
2019-06-30

一、案例场景:


某石化公司甲醇裂解制氢装置甲醇进料泵为大连帝国的屏蔽泵,工艺流程如下:


甲醇原料罐→出口管线→出口阀→管线→屏蔽泵→制氢装置进料


在甲醇裂解制氢装置生产过程中,进料泵屏蔽泵P-7201A一直运行平稳,装置在开前整个系统已经置换合格,整个进料系统完好无泄漏。在3月20日中午14:00,甲醇原料罐出口阀故障关闭(或原料罐低低液位连锁出口阀关闭),从而导致屏蔽泵入口没有物料甲醇,泵继续空转运行。


?二、剖析、结论及预防措施


? ? 从以上案例可知,整个进料系统在装置开工前已经置换合格,整个进料系统完好无泄漏。正在生产运行的甲醇原料进料泵,突然因上游甲醇原料罐出口阀故障关闭,导致屏蔽泵入口没有物料中断,泵空转运行。因此,输送易燃易爆物料的屏蔽泵,入口没有物料,是否会导致火灾爆炸?针对此问题,结合本案例进行分析。



1、屏蔽泵的工作原理和结构特性


(1)屏蔽泵的工作原理


屏蔽泵是一种无密封泵,泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内,此压力容器只有静密封,并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置,故能做到完全无泄漏。


屏蔽泵把泵和电机连在一起,电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上,利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开,转子在被输送的介质中运转,其动力通过定子磁场传给转子。


(2)屏蔽泵的结构


屏蔽泵属于离心泵的一种特殊形式,主要由泵体、叶轮、定子、转子、前后导轴承、轴套以及推动盘组成。电动机与泵合为一体,定子、转子表面分别用非磁性薄壁材料包封,与工艺介质隔开,转子由前后导轴承支撑,浸在输送的介质中。转子轴端装有叶轮,形成无轴封的结构,以达到无泄漏输送的目的。


2、物质发生火灾和爆炸必须具备的条件


(1)物质发生火灾需具备的条件


火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧。而燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。


物质燃烧必须满足燃烧的必要充分条件,物质才能燃烧。


必要条件:同时具备可燃物、助燃物、引火源;


燃烧的充分条件:(1)一定的可燃物浓度;(2)一定的氧气含量:(3)一定的点火能量;(4)未受抑制的链式反应。


(2)物质发生爆炸需具备的条件


可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限。可燃性混合物的浓度只有处于爆炸极限内才能发生爆炸,在低于爆炸下限时不爆炸也不着火;在高于爆炸上限时不会爆炸,但能着火。




3、甲醇的特性


甲醇是一种挥发度高、无色、易燃、有毒的有机化合物,分子量32.04,沸点64.7℃。甲醇易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。




4、案例分析


针对本题论,结合本案例进行分析如下:


(1)从屏蔽泵的原理和屏蔽泵的结构图(图一和图二)可知:屏蔽泵没有旋转轴密封装置,即没有动密封,只有静密封,静密封点只有5个。


屏蔽泵静密封点


(2)从进料系统运行工况分析,装置在开关前系统已经置换合格,整个系统完好无泄漏,从而排除了其他系统部件空气(氧化气)进入系统的可能性,系统无助燃物。


(3)甲醇具有高挥发性,因此在甲醇原料罐出口阀故障关闭,屏蔽泵入口没有物料,但还存在着很多挥发的甲醇气体,系统管道存在可燃气(挥发甲醇气体)。


(4)屏蔽泵在入口断物料的情况下,空运转,会造成屏蔽泵轴承磨损烧坏、如发现不及时严重的会导致屏蔽泵定子、转子屏蔽套损坏,电机定子与介质接触漏电。因此,屏蔽泵长时间空转,会造成轴承和轴套的损坏,泵及电机升温发热,则工况环境存在高温能量和电火花等引火源。


(5)屏蔽泵及时在定子、转子屏蔽套损坏*苛刻的条件下,主要保证屏蔽泵本体损坏,5个静密封点完好无泄漏,那屏蔽泵就可以达到无泄漏的要求。


火灾爆炸条件:可燃气(挥发甲醇气体)+助燃物(系统置换合格、无泄漏,无助燃物空气或氧气)+引火源(高温热源或电火花)




5、结论


在考虑出屏蔽泵以外的其他系统设备完好,无泄漏,系统开工前置换合格,屏蔽泵外部没有遭受严重的破坏的前提下,因系统内部缺少助燃物(空气或氧气),不满足燃气的充分必要条件;且整个系统设备设施无泄漏,周围环境缺少可燃物,也不满足燃气的充分必要条件。所以输送易燃易爆物料屏蔽泵,在生产运行过程中,因上游阀门的故障,入口没有物料(断料),是不会导致火灾爆炸的。


防范措施:虽然屏蔽泵属于无泄漏的泵,应用于输送易燃易爆、有毒的介质,但是如果各安全措施落实不到位,屏蔽泵故障没有及时发现,导致故障的扩大,就会引起介质泄漏,造成火灾爆炸事故的发生。因此我们应该做到以下几点安全6、预防措施


(1)装置开工前,要严格按照装置开工方案,对输送易燃易爆介质的系统进行置换合格。


(2)检查整个系统的设备设施是否完好,无泄漏。


(3)加强设备巡检,及时发现设备故障。


(4)对输送易燃易爆介质的屏蔽泵等关键重点设备加强监控,可按设计规范增加安全报警或连锁装置。


(5)平时做好设备的维护和检修。


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