葉輪泵

泵，是一種用來移動液體、氣體或特殊流體介質(zhì)的裝置，即是對流體作功的機械。做為動力傳輸?shù)闹匾O備，在我們的裝置中是最常見的動力設備。泵是受原動機控制，驅(qū)使介質(zhì)運動，是將原動機輸出的能量轉(zhuǎn)換為介質(zhì)壓力能。裝置中，最常見的一般有葉輪泵、容積泵、噴射泵等。

做為轉(zhuǎn)動設備，在連續(xù)運轉(zhuǎn)裝置中，長時間處于運行狀態(tài)，存在的風險也是很高的。長時間轉(zhuǎn)動輸送物料的過程中，不可避免會出現(xiàn)腐蝕、堵塞、機封泄漏、軸承損壞等風險，極有可能導致轉(zhuǎn)動部位損壞，甚至由于輸送介質(zhì)泄漏導致中毒、著火等事故發(fā)生。在裝置運轉(zhuǎn)中，由于泵故障導致的安全事故也時有發(fā)生。如果我們在裝置設計之初，進行了工藝安全分析，對于裝置工藝存在的安全風險有了詳細的了解，對泵的安保措施定期檢查，那么，這樣的安全事故是不是可以避免呢？

對于泵的風險討論，我們首先從壓力來討論。泵的輸出壓力，主要是物料自身壓力和泵的動力源傳輸?shù)膲毫χ??？捎靡韵鹿奖硎荆篜=P靜+P動 (1)

其中，P靜可以是物料自身帶來的壓力：主要包括物料上游容器控制壓力以及物料可能的液面高度靜壓；P動是泵的原動能提供的，裝置設計時根據(jù)泵的出口最大壓力是否滿足系統(tǒng)壓力要求來選擇泵，正常操作壓力應考慮到泵的效率。那么，泵怎么還會存在壓力高導致超壓泄漏呢？

其實，對于泵而言，裝置設計時，按照系統(tǒng)對應的允許壓力，泵相關的管線、下游設備會選擇對應的壓力等級，但是考慮到裝置的投資，可能會降低下游設備的壓力等級。所以，我們在討論泵的壓力風險時，首先應計算泵的出口最大壓力。必須注意：泵輸送介質(zhì)是否會發(fā)生變化？這是容易忽視的一點，尤其是在檢修清洗期間可能導致管線或下游設備超壓。

容積泵

對于泵來說，可能導致超壓的原因有：
1、下游管線或設備堵塞；
2、下游閥門故障關閉；
3、輸送介質(zhì)變化，密度大于設定介質(zhì)。
風險：
泵出口達到最大壓力，可能導致下游管線及設備超壓。
保護措施：
1、審查裝置設計時下游管線和設備是否按照最大壓力來設計(公眾號:泵管家)；
2、那么相關的保護措施是否具備：安全閥；其它泄壓措施（放空、壓控）；
3、審查泵設計是否考慮到介質(zhì)變化；如果沒有考慮，操作規(guī)定來防止超壓并能傳達到操作者。

 

如果泵有備臺，可能備泵存在超壓的風險：
原因：
備泵入口閥關閉，出口閥未關或內(nèi)漏時。
風險：
在用泵出口壓力會傳到備泵泵體及備泵入口管線，造成備泵入口管線超壓。
保護措施：
1、備泵出口應該有單向閥設置；
2、如果擔心單向閥內(nèi)漏，可將泵入出口管線壓力等級設置為相同壓力；
3、操作規(guī)程可以規(guī)定入口閥門設置常開。
這樣，既可以從設計角度防范風險發(fā)生可能，同時從操作角度來避免風險原因出現(xiàn)。

泵的運行過程中會出現(xiàn)壓力低現(xiàn)象嗎？當然，這個也會有，如果由于以下原因：
入口閥門故障或管線堵塞；
存在風險：
泵不上量，出口壓力低，嚴重時可能導致泵損壞。
保護措施：
1、現(xiàn)場出口壓力檢查，操作規(guī)程規(guī)定相關檢查措施；
2、泵自身有自保系統(tǒng)；
3、泵下游流量報警可以提醒操作人員。
同時，為保護泵，泵前設置過濾系統(tǒng)；更甚者泵前還設置反沖洗過濾系統(tǒng)，主要也是針對物料性質(zhì)來保護泵。

 

噴射泵

泄漏，在我們的裝置運轉(zhuǎn)過程中，是很常見的事件。而導致泄漏的原因，一般而言，腐蝕、工藝異常波動、材料選型錯誤等都可能造成泄漏。在生產(chǎn)裝置中，最常用的輸送機械-泵，發(fā)生泄漏的事件也比比皆是。眾所周知，裝置連續(xù)運轉(zhuǎn)，泵也就長時間處于運轉(zhuǎn)過程，其間由于磨損、物料沖刷、物料腐蝕等導致泄漏在裝置中是很常見的事情，但是，往往是這樣的小事件卻導致安全事故的發(fā)生，甚至發(fā)生重大事故。對于泵，我們也可以運用HAZOP分析方法來進行風險討論。

 

2015年4月10日，大連西太平洋石油化工有限公司加氫裂化裝置汽提塔塔底泵泄漏著火，塔底泵上方一條管線（直徑200mm）開裂，管線內(nèi)油氣在開裂處燃燒，事故造成3臺泵、泵上方框架、少量儀表和動力電纜過火，一條管線開裂，無其他設備損壞，無人員傷亡。
事故原因是：汽提塔塔底泵密封失效,泄漏著火。通過對泵解體檢查，軸承損壞是密封快速失效的主因。機泵在高速運轉(zhuǎn)過程中,由于軸承嚴重損壞,設備產(chǎn)生劇烈震動,導致機械雙密封快速同時失效,介質(zhì)泄漏,遇軸承體摩擦產(chǎn)生的高溫,引發(fā)著火。
2015年4月10日22時57分,主控室操作員通過視頻監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)加氫裂化裝置汽提塔附近泵區(qū)著火,經(jīng)確認，為汽提塔塔底泵泄漏著火,西太公司裝置緊急泄壓,切斷隔離汽提塔進出料管線閥門, 裝置操作退守到穩(wěn)定狀態(tài)，消除事故進一步擴大的可能性。23時,公司消防車輛到達現(xiàn)場滅火冷卻, 23時30分火勢減弱,由于電纜線過火，須手動關閉全部切斷閥，為確保人員安全、不發(fā)生次生災害，待汽提塔、塔底泵徹底隔離，確保安全后，11日1時35分撲滅塔底泵明火。
為防止可燃氣體聚集，導致次生事故，采取消防冷卻控制燃燒方式對管線開裂處火點留明火，管線及其連通裝置內(nèi)的油氣基本燃盡后，4時50分余火完全熄滅，并成功封堵管線及裝置內(nèi)殘存的油氣。以上事故的發(fā)生，其實在HAZOP分析中完全可以分析出相關風險：

原因：泵軸承損壞，震動導致密封失效。
后果：介質(zhì)泄漏,遇軸承體摩擦產(chǎn)生的高溫,引發(fā)著火。嚴重時導致火災爆炸發(fā)生。
保護措施：1、可燃氣體報警儀；2、現(xiàn)場消防設施；3、視頻監(jiān)控；4、操作規(guī)程定點巡檢，設備定期檢查。
正是由于保護措施到位，事故發(fā)生時現(xiàn)場操作人員能迅速處理，事故未進一步擴大。

 

對于泵的風險，我們在這兒進行詳盡的討論，并列出可能需要的保護措施：

原因：密封材質(zhì)選型不當；抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導致密封破壞；；潤滑失效引發(fā)軸承損壞導致密封損壞；工況頻繁變化或調(diào)整導致密封損壞；
后果：泵損壞，物料泄漏，污染環(huán)境。嚴重時，物料大量泄漏，泄漏物料引發(fā)火災爆炸事故。

保護措施：1、泵采用可靠密封（如雙端面密封）；2、DCS增設緊急停泵設施；3、泵上游設備增加緊急切斷閥；4、視頻監(jiān)控；5、可燃氣體報警儀（或煙感報警器、火焰探測器等）；6、現(xiàn)場消防設施；7、操作規(guī)程規(guī)定定期巡檢，定期檢查。

當然，所有以上保護措施都設置齊全，安全系數(shù)就很高。但是，在這樣的投資也非常高。其實，在實際裝置設計中，為防止泵泄漏引發(fā)事故，考慮到裝置的投資，輸送介質(zhì)的危險程度，以上保護措施有選擇性的使用。例如：1997年，某石化公司發(fā)生過密封突然失效、液化氣大量泄漏的情況。2011年，某公司丙烯進料泵機械密封突然失效，丙烯泄漏。同一公司發(fā)生類同事故，原因都是因為泵密封采用的是單端面多彈簧結(jié)構(gòu)。后來，公司對危險程度高的泵，采用雙端面機械密封來提高密封的穩(wěn)定性和可靠性，同時，在現(xiàn)有高風險設備和易燃易爆機泵出入口增加緊急切斷閥，在操作間內(nèi)增設緊急停泵按鈕，實現(xiàn)遠程控制；同時，操作規(guī)程明確應急操作的關鍵步驟，體現(xiàn)事故狀態(tài)下應急操作的優(yōu)先順序，提高事故發(fā)生的應急效率。

在裝置設計中，我們對于泵泄漏的保護措施，不外乎采取就是防止措施、減緩措施，泵自身增設防止措施，泵周圍設置減緩措施，這些安全保護措施的啟用，可以最大限度的保護裝置。想一想：泵發(fā)生泄漏，只是滴漏可能不會發(fā)生重大事故；連續(xù)運轉(zhuǎn)過程中，如果未能及早發(fā)現(xiàn)，大量可燃物外泄，一旦點火燃燒，那么想控制就不是那么容易了。而泵附近的設施設備被點燃，那么很可能導致更嚴重的火災爆炸事故。既然，我們通過HAZOP分析能發(fā)現(xiàn)這些風險，那么這些安全保護措施為什么不能采用呢？不要等到事故發(fā)生時再來補救，那時候后悔都晚了。風險是客觀存在的，關鍵看你是否真正提高了風險防范意識，是否真正想保證你的裝置安全。當心泄漏，確保裝置安全！

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