一、案例(lì)場景:
某石(shí)化公司甲醇裂解製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(yuán)料罐→出口管線→出口閥→管線→屏蔽泵(bèng)→製氫裝置進料
在甲醇裂解製氫裝置生產過程中,進料(liào)泵屏蔽泵P-7201A一直運行平穩,裝置在開前整個係統已經置換合格,整個進料係統完好無泄漏。在3月20日中午14:00,甲醇(chún)原料罐出口(kǒu)閥故障關閉(或原料罐(guàn)低低液位連鎖出口閥關閉),從而導(dǎo)致屏蔽泵入口沒有物料甲醇,泵繼續空轉運行。
二、剖析、結(jié)論及預防措施
從以上案例可知,整個進料係統在裝置開工前已經置換合格,整個進(jìn)料係統完好無泄漏。正在生產運行的(de)甲(jiǎ)醇原料(liào)進料泵,突然因(yīn)上遊(yóu)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(kōng)轉運行。因此,輸送(sòng)易燃易爆物料(liào)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(běn)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(zuò)原理
屏蔽泵是(shì)一種無密封(fēng)泵,泵和驅動電機都被密封在一個被(bèi)泵送介質充滿的壓力容器內,此壓力容器隻有靜密(mì)封,並由一個電線組來提供旋轉(zhuǎn)磁場並驅動轉子(zǐ)。這種結構取消了傳統離心泵具有的旋(xuán)轉軸密(mì)封裝置,故能做到完全無泄漏(lòu)。
屏蔽泵把泵和電機連在一起,電動機的轉子和泵的葉輪固(gù)定在同一根軸(zhóu)上,利用(yòng)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(chuán)給轉子。
(2)屏蔽泵的結構
屏蔽泵屬(shǔ)於離心泵的一種特(tè)殊形式(shì),主要由泵體(tǐ)、葉輪(lún)、定子、轉子、前後導軸承、軸套(tào)以及推(tuī)動盤組(zǔ)成。電動機(jī)與泵合為一體,定子、轉子表麵分別用非磁性薄(báo)壁(bì)材(cái)料包封,與工藝介質隔開,轉(zhuǎn)子由前後導軸承支撐,浸在輸送的介質中。轉子軸端裝有葉輪,形成無軸(zhóu)封的結構,以(yǐ)達到無泄漏輸送的目的。
2、物質發生(shēng)火災和爆炸必須具備的(de)條件
(1)物(wù)質發生火災需具備的條件
火災(zāi)是指在時間或空間上失去控製的燃燒。而燃燒是指(zhǐ)可燃物與氧化(huà)劑作(zuò)用發生的放熱反應,通常伴有火(huǒ)焰、發光和(或)發煙現象。
物質燃燒必須滿足燃燒的必要充(chōng)分條件,物質(zhì)才能燃燒。
必要條件:同時具備(bèi)可(kě)燃(rán)物、助燃(rán)物、引火源;
燃燒的充分條件:(1)一定的(de)可燃物濃度;(2)一定的氧氣含量:(3)一定的點火能量;(4)未受(shòu)抑製的鏈式反應。
(2)物質發生爆炸需具備的條件
可燃物質(zhì)(可(kě)燃氣體、蒸氣和粉塵)與空(kōng)氣(或氧氣)必須在一定的(de)濃度範圍內均勻混合,形成預混氣,遇著火源才會發生爆炸,這個濃度範圍稱為爆炸極限。可燃性混合物的濃度隻有處於爆炸極限內才能發生爆炸,在低於爆炸下限時不爆炸也不著火;在高於爆炸上限時不會爆炸(zhà),但能著(zhe)火。
3、甲醇的特性
甲醇是一種揮(huī)發度高、無色、易燃、有毒的有機化合物,分子量32.04,沸(fèi)點64.7℃。甲醇易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸(zhà)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(lì)進行(háng)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(kě)知(zhī):屏蔽(bì)泵沒有(yǒu)旋轉軸密封(fēng)裝置,即沒有動密封,隻有靜密(mì)封(fēng),靜密(mì)封點隻有5個。
屏蔽泵靜密封點
(2)從進料係統運行工況分(fèn)析,裝置在開關前係統已經置換合格,整(zhěng)個係統完好無(wú)泄漏,從而排除了其他(tā)係統部件空氣(氧化氣)進入係統的可能性,係(xì)統無(wú)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(guān)閉,屏蔽泵入口沒有物料,但還存在著很多揮發的甲醇氣體,係統管道存在可燃氣(揮發甲醇氣體)。
(4)屏蔽泵在入口斷物料的情況下(xià),空運轉,會(huì)造成屏蔽(bì)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(tào)損壞,電機定子與(yǔ)介質接觸漏電(diàn)。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(jìng)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(huài)*苛刻的條件下,主要保證屏蔽泵本體損壞,5個靜密封點(diǎn)完好無泄漏,那屏蔽泵就(jiù)可以達(dá)到無泄漏的要求。
火災爆炸條件:可(kě)燃氣(揮發甲醇氣體)+助燃物(wù)(係統置換(huàn)合格、無泄漏,無助燃(rán)物空氣或氧氣)+引(yǐn)火源(高溫(wēn)熱(rè)源或電火花)
5、結論
在考慮出屏蔽泵以外的其他係統設備完(wán)好(hǎo),無泄漏,係統開工前置換合格,屏蔽泵外部沒有遭受嚴重的破壞的前提下,因係統(tǒng)內部缺少助燃物(空氣或氧(yǎng)氣(qì)),不滿足燃氣的充分必要條件;且整個係(xì)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(shū)送易燃易爆物料屏蔽泵,在生產運行過(guò)程中,因上遊閥門的故障,入口沒有物料(斷料),是不會(huì)導致火災爆炸的。
防範措施:雖(suī)然屏蔽泵屬於無泄漏的(de)泵,應用於輸送易燃易爆、有毒的介質(zhì),但是如果各(gè)安全措施落實不到位(wèi),屏(píng)蔽泵故障(zhàng)沒有及時發現,導致故障的擴(kuò)大(dà),就會引起介質泄漏,造(zào)成火災爆炸事故的發生。因此我們應該做到以(yǐ)下幾點安全6、預防(fáng)措施
(1)裝置開工前,要嚴格按照(zhào)裝置開(kāi)工方案,對(duì)輸送易燃易爆介質的係統(tǒng)進行置換合格。
(2)檢查整個係統的設備設施(shī)是否完好,無泄漏。
(3)加強設備(bèi)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(jiā)強監控,可按設計規範增加(jiā)安全報警或連鎖裝置。
(5)平時做好設備的維護和檢修。