屏蔽泵斷料,是否會(huì )導致火災爆炸?
二、剖析、結論及預防措施
從以上案例可知,整個(gè)進(jìn)料系統在裝置開(kāi)工前已經(jīng)置換合格,整個(gè)進(jìn)料系統完好無(wú)泄漏。正在生產(chǎn)運行的甲醇原料進(jìn)料泵,突然因上游甲醇原料罐出口閥故障關(guān)閉,導致屏蔽泵入口沒(méi)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(méi)有物料,是否會(huì )導致火災爆炸?針對此問(wèn)題,結合本案例進(jìn)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(wú)密封泵,泵和驅動(dòng)電機都被密封在一個(gè)被泵送介質(zhì)充滿(mǎn)的壓力容器內,此壓力容器只有靜密封,并由一個(gè)電線(xiàn)組來(lái)提供旋轉磁場(chǎng)并驅動(dòng)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(wú)泄漏。
屏蔽泵把泵和電機連在一起,電動(dòng)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(kāi),轉子在被輸送的介質(zhì)中運轉,其動(dòng)力通過(guò)定子磁場(chǎng)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(dòng)盤(pán)組成。電動(dòng)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(zhì)隔開(kāi),轉子由前后導軸承支撐,浸在輸送的介質(zhì)中。轉子軸端裝有葉輪,形成無(wú)軸封的結構,以達到無(wú)泄漏輸送的目的。
2、物質(zhì)發(fā)生火災和爆炸必須具備的條件
(1)物質(zhì)發(fā)生火災需具備的條件
火災是指在時(shí)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(fā)生的放熱反應,通常伴有火焰、發(fā)光和(或)發(fā)煙現象。
物質(zhì)燃燒必須滿(mǎn)足燃燒的必要充分條件,物質(zhì)才能燃燒。
必要條件:同時(shí)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(diǎn)火能量;(4)未受抑制的鏈式反應。
(2)物質(zhì)發(fā)生爆炸需具備的條件
可燃物質(zhì)(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(zhù)火源才會(huì )發(fā)生爆炸,這個(gè)濃度范圍稱(chēng)為爆炸極限??扇夹曰旌衔锏臐舛戎挥刑幱诒O限內才能發(fā)生爆炸,在低于爆炸下限時(shí)不爆炸也不著(zhù)火;在高于爆炸上限時(shí)不會(huì )爆炸,但能著(zhù)火。
3、甲醇的特性
甲醇是一種揮發(fā)度高、無(wú)色、易燃、有毒的有機化合物,分子量32.04,沸點(diǎn)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(fā)生化學(xué)反應或引起燃燒。
4、案例分析
針對本題論,結合本案例進(jìn)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(méi)有旋轉軸密封裝置,即沒(méi)有動(dòng)密封,只有靜密封,靜密封點(diǎn)只有5個(gè)。
屏蔽泵靜密封點(diǎn)
(2)從進(jìn)料系統運行工況分析,裝置在開(kāi)關(guān)前系統已經(jīng)置換合格,整個(gè)系統完好無(wú)泄漏,從而排除了其他系統部件空氣(氧化氣)進(jìn)入系統的可能性,系統無(wú)助燃物。
(3)甲醇具有高揮發(fā)性,因此在甲醇原料罐出口閥故障關(guān)閉,屏蔽泵入口沒(méi)有物料,但還存在著(zhù)很多揮發(fā)的甲醇氣體,系統管道存在可燃氣(揮發(fā)甲醇氣體)。
(4)屏蔽泵在入口斷物料的情況下,空運轉,會(huì )造成屏蔽泵軸承磨損燒壞、如發(fā)現不及時(shí)嚴重的會(huì )導致屏蔽泵定子、轉子屏蔽套損壞,電機定子與介質(zhì)接觸漏電。因此,屏蔽泵長(cháng)時(shí)間空轉,會(huì )造成軸承和軸套的損壞,泵及電機升溫發(fā)熱,則工況環(huán)境存在高溫能量和電火花等引火源。
(5)屏蔽泵及時(shí)在定子、轉子屏蔽套損壞最苛刻的條件下,主要保證屏蔽泵本體損壞,5個(gè)靜密封點(diǎn)完好無(wú)泄漏,那屏蔽泵就可以達到無(wú)泄漏的要求。
火災爆炸條件:可燃氣(揮發(fā)甲醇氣體)+助燃物(系統置換合格、無(wú)泄漏,無(wú)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(wú)泄漏,系統開(kāi)工前置換合格,屏蔽泵外部沒(méi)有遭受?chē)乐氐钠茐牡那疤嵯?,因系統內部缺少助燃物(空氣或氧氣),不滿(mǎn)足燃氣的充分必要條件;且整個(gè)系統設備設施無(wú)泄漏,周?chē)h(huán)境缺少可燃物,也不滿(mǎn)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(chǎn)運行過(guò)程中,因上游閥門(mén)的故障,入口沒(méi)有物料(斷料),是不會(huì )導致火災爆炸的。
防范措施:雖然屏蔽泵屬于無(wú)泄漏的泵,應用于輸送易燃易爆、有毒的介質(zhì),但是如果各安全措施落實(shí)不到位,屏蔽泵故障沒(méi)有及時(shí)發(fā)現,導致故障的擴大,就會(huì )引起介質(zhì)泄漏,造成火災爆炸事故的發(fā)生。因此我們應該做到以下幾點(diǎn)安全
6、預防措施
(1)裝置開(kāi)工前,要嚴格按照裝置開(kāi)工方案,對輸送易燃易爆介質(zhì)的系統進(jìn)行置換合格。
(2)檢查整個(gè)系統的設備設施是否完好,無(wú)泄漏。
(3)加強設備巡檢,及時(shí)發(fā)現設備故障。
(4)對輸送易燃易爆介質(zhì)的屏蔽泵等關(guān)鍵重點(diǎn)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(shí)做好設備的維護和檢修。