屏蔽泵断料，是否会导致火灾爆炸？

一、案例场景：

　　某石化公司甲醇裂解制氢装置甲醇进料屏蔽泵，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。

屏蔽泵技术参数

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。

图一 屏蔽泵结构剖面

图二 屏蔽泵结构装配图

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、转子屏蔽套损坏最苛刻的条件下，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。