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安全仪表系统安全完整性等级的评估技术李玉明姜巍巍李荣强庄腾宇中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院青岛市【摘要】介绍了安全仪表系统在现代过程工业中的作用和地位以及功能安全的特点和标准体系重点阐述了安全完整性等级的划分和评估过程以及等级的确定和计算方法为安全仪表系统等级评估提供依据。
【关键词】安全仪表系统功能安全安全完整性等级独立保护层前言安全仪表系统也称为安全联锁系统、紧急停车系统、安全相关系统、安全停车系统等由国际电工委员会标准及 定义的专门用于安全的控制系统 。
】是用于对设备可能出现的故障进行保护动作的控制系统它必须能够迅速、正确的对故障做出响应最终能够完全避免事故的发生或者至少能减少事故给设备、环境和人员造成的危害。
随着经济的飞速发展石化装置越来越大型化工艺过程越来越复杂对环境保护和人身安全的要求也越来越高等原因安全性变的尤为重要。
因此为了防止事故的发生减少由此带来的损失保证企业的安全稳定运转一套能够检测装置的异常并对可能发生的潜在危害作出相应动作的系统是必不可少的。
安全仪表系统正是基于该目的被提出来的。
年发生的印度博帕尔农药厂毒气泄漏事件年前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事件年北海阿尔法油田爆炸事件发生的吉化双苯厂爆炸事件等等至今还让人们心有余悸。
以上重大事故的发生都与安全仪表系统在危险工况下未能发挥作用有直接或间接的关系。
因此如何确保安全仪表系统能够正确行使其功能安全保障石化装置长周期牧稿日期作者简介李玉明高级工程师功能安全工程师叫 年毕业于南京化工学院自动化专业从事功能安全评估方面的工作。
安全稳定运行已经成为目前迫切需要解决的问题。
的作用及在保护层中的位置安全仪表系统是用仪表实现安全功能的系统包括传感器、逻辑控制器和最终执行元件及相应软件等川。
图 所示为典型系统的构成。
图典型的构成传感器检测过程中的异常并将之送到逻辑运算器吲逻辑运算器按照设定的逻辑产生控制信号最终执行元件得到从逻辑运算器来的控制信号并产生相应的动作从而达到消除过程隐患的目的。
72一、引言随着国家经济的持续发展，成品油市场需求也越来越大，成品油储油库数量和容积也越来越大。
而成品油油库作为易燃、易爆的重大危险源，安全管理成为了重中之重。
目前，导致油库发生安全事故的原因主要有以下几类：工艺设计不合理、设备运行管理不到位、操作程序偏离等。
但是历史数据表明，几乎所有过程性事故的发生，均与安全仪表的失灵有关。
由此可见，安全仪表系统的完整性与否，与生产过程的控制和油库安全运行有着非常紧密的联系。
如何保证油库安全仪表系统的可靠性、完整性，成为了目前油库安全管理的研究方向。
二、国内研究现状在近代工业控制研究中，欧美一些国家指定并发布了一系列技术标准，旨在解决安全仪表系统功能性的相关问题。
我国在SIS系统的研究起步较晚，中国石油化工集团集团于1999年颁布并实施SHB-Z06-1999，参考并采用了IEC的相关标准，首次提出了SIS的概念。
2003年，由国家经济贸易委员会发布并实施SY/T10045-2003，等同采用ISA81.01-1996。
国家发改委于2004年发布石油化工行业标准SH/T3018-2003，已然是等同采用IEC的相关标准。
近几年，国家实施、颁布并更新了一批相关SIL规范，成立了多个研究机构，并在2011年，国家安监总局将功能安全管理作为危化品企业一级标准化企业考核要素。
通过多年的努力，目前已逐步赶上欧美发达国家的管理标准和理念。
三、SIL评估在油库中的应用油库的SIL 评估一般采用保护层分析方法（LOPA），确定装置风险降低是否需要安全仪表功能以及该安全仪表功能所需要的安全完整性等级，对于其中需求安全完整性等级为SIL1 及其以上的SIF，通过功能安全的方法验证其实际能够达到的安全完整性等级，确认其是否满足需求的SIL等级及风险降低要求。
1.评估程序油库安全仪表系统评估一般根据油库的基础技术资料（P&ID、因果图或联锁逻辑图等），明确设计意图，完成安全仪表功能（SIF）辨识环节。
安全仪表系统功能安全评估分析作者：陈人通等来源：《文化产业》2014年第07期摘要：合理应用安全仪表系统能够使安全生产、企业效益以及员工人身安全得到有效保障，并且在潜在危险发生的情况下，利用安全仪表系统的安全功能，能够将潜在危险进行充分处理，使整个生产过程的高效性与安全性得到全面提升。
本课题首先对安全仪表系统功能安全评估方法进行了分析，进而对安全仪表系统功能安全评估方法性能进行了分析，最后对安全仪表系统功能安全评估提供了几点建设性意见，希望安全仪表系统功能安全评估能够充分体现出实效性与科学性。
关键词：园林绿化；施工；苗木管理；中图分类号：U11 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-07-00-02安全仪表系统的主要组成部分有传感器、逻辑控制器以及执行器等。
其工作目的便是对生产的安全性提供保障，提升企业经济效益，保证工作人员的人身安全。
在工业控制领域中，安全仪表系统是工业控制中尤为重要的一部分，能够使企业很好地进行风险管理，并对潜在风险得到有效防范[1]。
基于安全仪表系统功能安全评估的方法有很多，并且对其各项性能指标国内外均没有给出统一化的标准。
鉴于此，本课题对“安全仪表系统功能安全评估”进行分析与探究便具有尤为深远的重要意义。
一、安全仪表系统功能安全评估方法分析对于安全仪表系统功能安全评估方法，大致上可划分为定性与定量两种。
定性即为定性计算SIL等级的方法；定量即为定量计算SIL等级的方法。
下面笔者便对这两种方面进行分析。
（一）定性计算SIL等级的方法：定性计算SIL等级的方法主要有以下几种：1、风险矩阵法。
该方法是以分类为依据的方法。
先是对一个矩阵进行创建，其可能性与后果依次构成矩阵二维坐标中的一个，并且矩阵元素与一个SIL等级相对应[2]。
如果某元素相对应选择的可能性与后果分类，那么该元素便可作为强化安全仪表功能一定达到的SIL。
2、风险图法。
风险图法主要对工业过程中，与控制系统相关的风险因素进行了解，进而对与安全有关联的安全完整性等级进行确定。
石化工业仪表安全系统安全完整性摘要：我国的技术正在发生日新月异的变革，伴随当前整个社会都在高速地发展，石化工业已经逐步实现大规模的发展，石化工业的规模也是越来越大，石油化工装置过程也慢慢变得更加复杂。
因为出现高温、高压以及易燃、易爆等诸多原因，造成石油化工业中出现了诸如火灾、爆炸等一系列重大安全事故不断的出现。
所以，为了保障相关企业的安全操作，在石化工业中采取使用安全仪表系统的方法，对于避免这些事故的出现以及保证工作人员的人身安全都是有非常重要作用的。
本文对石化工业仪表安全系统安全完整性进行研究分析，希望可以促进石化工业仪表安全系统运行的可靠性。
关键词：石化工业；仪表；安全系统；安全完整性1 石化工业仪表安全系统安全完整性概述从当前的角度分析，在一系列的石油化工装置当中，因为其工艺相对比较复杂、装备十分繁复，需要很多相应的控制系统来进行操作，并需要确保整个控制系统不能出现一些处于安全薄弱位置的环节。
若是在整个系统中过程成套仪表设备出现工作不正常的情况或者是失效，就非常有可能导致整个控制系统出现故障，造成生产的过程处于停止的状态，如果处理不当会导致火灾、爆炸等一系列危险事件，对工作人员、相关设备和周围环境带来灾难性的后果。
为了让危险源消除，把整个风险降到最小，需要一个比较可靠的过程工业安全技术来达到这些苛刻的要求。
因此，在进行现代石油化工工业过程领域的安全生产过程中，需要积极采取一些不同技术的仪表安全系统(比如说机械方面的、液压方面的、气动方面的、电气方面的等)来保证整个系统可以处于一个相对安全运行的状态。
在其中，安全仪表系统（SIS）是指在整个生产装置处于开车状态、运行状态、维护操作状态以及停车状态时，对整个装置设备、相关人员的健康以及整个环境加强安全管理的系统，当设备处于运行状态的时候发生一定的故障和危险时，安全仪表系统能够根据预先进行设定的程序来做出一个合理的反应，并向设备传递必要的逻辑信号，让整个生产装置可以停止运作，及时避免危险的出现并逐步扩散，把危害的程度降到最小。
石化工业仪表安全系统安全完整性等级的评估摘要：随着经济的快速发展，石油化工装置也朝着大型化和复杂化发展。
随着社会的进步，人们对环境和安全的要求也随之提高。
石化工业的安全仪表是石油化工装置安全的重要保障，在石油工业内开展安全仪表系统安全整性等级的评估，可以有效地减少事故发生的频率。
本文就安全仪表系统的内涵进行阐述，分析安全仪表的生命周期安全要求。
关键词：石油工业；安全仪表系统；等级评估引言随着社会的发展，石化工业实现了大规模的发展，石化工业的规模越大，石油化工装置过程也就越复杂。
由于高温、高压和易燃、易爆等原因，导致石油化工业中的火灾、爆炸、泄露等重大安全事故不断的发生。
因此，为了保证企业的安全运营，在石化工业中采用安全仪表系统，对于减少这些事故的发生以及维护工作人员的人身安全具有重要作用。
1.安全仪表系统内涵安全仪表仪态（Safety Instrumented System ，SIS）指的是在生产装置开车、运行、维护操作以及停车的期间，对装置设备、人员健康以及环境提供安全的保护系统，当设备在运行的过程中出现故障和危险的时候，安全仪表系统可以按照预先设定的程序立即做出正确的反应，并向设备发出相应的逻辑信号，使生产装置停止运作，及时地阻止危险的发生和进一步扩散，把危害降到最低。
安全仪表系统主要有传感器、逻辑运算器、最终执行元件以及其他相应的软件构成。
安全仪表在石油工业中的运用，既可以降低事故发生的频率，又能对整个生产系统进行监控，在发生安全故障的时候，及时地采取保障措施，防止或阻止危险的发生。
同时，又能避免潜在的风险，保障人身安全，减少设备损失，有效地避免环境污染。
2.对安全仪表系统安全生命周期的分析2.1对危险和风险的评估石油化工业生产是一个比较复杂的生产过程，在生产的过程中，潜在着许多的风险，其复杂性也各不相同。
这些设备的风险主要包括被控设备的风险、在给定范围内能够接受的风险、采取防范措施后残余的风险。
仪表及控制系统功能安全评估综述 Functional safety of instruments & control systems evaluate summary刘建侯（上海工业自动化仪表研究所仪器仪表自控系统检验测试所，上海 200233）0 引言当前，计算机、集成电路等技术已经渗透到各个领域，计算能力的极大提高彻底改变了企业的工业过程控制，也改变了安全控制策略。
在许多情况下，各种应用领域（如石油、化工、钢铁、核电、航天等）的安全生产可用多种不同技术的防护系统（如机械的、液压的、气动的、电气的、电子的、可编程电子的等等）来保证安全，这不仅要考虑系统中所有元器件的问题，而且要考虑由所有安全系统构成的组合安全系统（如传感器、逻辑电路和执行机构等构成的系统）的问题。
还要把其它技术的安全系统（如安全阀）以及外部风险降低措施（如排放系统、放火墙等）也同时考虑进去。
同时，在各种应用领域里,还存在许多潜在的危险和风险，需要确定一种最小的风险，应用不同模式的电气/电子/可编程电子安全系统（E/E/PES），并根据应用的不同而确定所需的目标安全量。
1 国内外发展概况国际电工委员会于2000年5月正式发布IEC61508标准，名为Fuctional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems，2003年1月IEC又开始颁布IEC61511标准，名为Function safety-safety instrumented systems for the process industry sector(功能安全-过程工业领域中安全仪表系统)。
这两个标准有很密切的关系，IEC61508标准是综合性基础标准，主要供装置的制造商和供应商使用。
而IEC61511标准则是针对具体的仪器仪表装置设计者、集成者和用户。
安全仪表系统功能安全评估工作探析作者：李彦文来源：《山东工业技术》2015年第11期摘要：安全仪表系统在企业生产中应用越来越广泛，但其本身也可能在使用的过程中发生故障，从而无法正确反映生产状况，为企业带来不必要的损失。
因此，必须对安全仪表系统功能进行安全评估。
本文就阐述安全仪表系统功能安全评估工作的必要性与具体内容，为安全评估工作提供一定的理论参考。
关键词：安全仪表系统；功能安全评估；评估工作1 安全仪表系统功能安全评估工作的必要性1.1 保障我国的安全生产安全生产事故会为企业的生产和国家的经济发展带来极其重大的损失，对于我国的国际形象、对外贸易以及社会发展的稳定性、国家经济等各个方面都会造成极为不利的影响。
功能安全评估对于我国的市场经济发展有着重要的作用，它能为我国的安全生产管理提供极大的帮助。
而安全仪表系统功能安全评估工作，则能够及时发现安全仪表系统中的各类问题，并且分析其产生的原因，从而使管理人员能够及时地解决这些问题，使安全仪表系统恢复正常的工作，从而保障安全生产的进行。
1.2 突破相关产业发展受限的状况在过去的一段时间内，由于我国安全生产系统技术发展比较落后，其安全保障作用受限，限制了我国安全生产系统的发展。
而安全仪表系统功能安全评估，则为我国的安全系统发展提供了一条崭新的道路。
通过利用更为可靠的功能安全评估技术，能够及时对安全仪表系统的功能进行更为全面的监控与评估，从而找出其中存在的问题，并及时进行调整与改进，使安全系统相关技术能够不断地进步，从而改变我国在这一方面发展受限的状况。
1.3 打破发达国家的技术贸易壁垒功能安全技术标准对于工业生产的影响力非常大，一些发达国家率先掌握了更为先进的功能安全相关技术，并且以此为基础设立了更为严苛的技术标准，这种技术标准的存在也就催生了技术性贸易壁垒。
由于我国在这一方面的发展水平还不够，使得我国在对外贸易方面处于不利的地位，造成了我国的产品、系统出口中的一些严重的问题，也造成了一些贸易摩擦和矛盾的发生。
安全仪表系统安全完整性等级（SIL）评估方法《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见（安监总管三〔2014〕116号）》要求：涉及“两重点一重大”在役生产装置或设施的化工企业和危险化学品储存单位，要在全面开展过程危险分析(如危险与可操作性分析)基础上，通过风险分析确定安全仪表功能及其风险降低要求，并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风险降低要求。
《国家安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见安监总管三〔2013〕88号》：对涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源（以下统称“两重点一重大”）的生产储存装置进行风险辨识分析，要采用危险与可操作性分析（HAZOP）技术，一般每3年进行一次。
对其他生产储存装置的风险辨识分析，针对装置不同的复杂程度，选用安全检查表、工作危害分析、预危险性分析、故障类型和影响分析（FMEA）、HAZOP技术等方法或多种方法组合，可每5年进行一次。
目前SIL评估主要依靠保护层分析(LOPA)来确定每一个安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)。
一个典型的化工过程包含的保护层，如本安设计、BPCS、报警与人员干预、安全仪表系统、物理保护、释放后保护措施、工厂应急响应和社区应急响应等（如下图示）。
LOPA是一种半定量的风险评估技术，一般使用初始事件频率、后顾严重程度和IPL 失效频率的数量级大小来表征场景的风险。
其步骤主要包括：1）SIF选择；2）场景识别及筛选；3）IE确认；4）IPL评估；5）场景频率计算；6）风险评估与决策，分配SIF的SIL等级；7）下一个SIF重复以上步骤，直至所有场景分析完毕。
LOPA分析是考验经验知识积累和方法掌握，对于LOPA 分析团队，需具有工艺、仪表、安全、设备等多方面的经验知识，熟悉各种不同化工生产装置的风险控制点。
可以说，一个LOPA分析团队水平的高低，直接影响最终LOPA分析的质量。
中国氯碱China Chlor-Alkali第5期2019年5月No.5May.熏2019国家安监总管三〔2014〕116号《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》提出，从2018年1月1日起，所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。
其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统，从2020年1月1日起，应执行功能安全相关标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。
涉及“两重点一重大”在役生产装置或设施的化工企业和危险化学品储存单位，要在全面开展过程危险分析（如危险与可操作性分析）基础上，通过风险分析确定安全仪表功能及其风险降低要求，并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风险降低要求。
企业应在评估基础上，制定安全仪表系统管理方案和定期检验测试计划。
对于不满足要求的安全仪表功能，要制定相关维护方案和整改计划，于2019年底前完成安全仪表系统评估和完善工作。
其他化工装置、危险化学品储存设施，要参照本意见要求实施[1-3]。
1SIL 等级划分及其评估、验证必要性1.1安全完整性等级(SIL )划分1.2评估、验证必要性涉及两重点一重大的危险化学品生产工艺、设备，在生产过程中，温度、压力、物位等工艺指标出现意外波动或紧急情况需要采取某些动作或停车时，没有安全仪表系统（SIS ）精确监测，并及时、准确地做出响应，使装置停在一定的安全水平上，很难确保装置和人员的安全。
带来各种故障安全风险，造成人力、财力、物力及时间、效益的损失。
缺少安全仪表系统（SIS ）静态的不需要人工干预的安全控制系统设置，很难避免操作安全缺失所带来的安全仪表系统（SIS ）安全完整性等级（SIL ）评估验证必要性史建锋(宁夏英力特化工股份有限公司,宁夏石嘴山753202)摘要:介绍了安全仪表系统的等级划分及其评估,验证的必要性,包括评估验证的内容、方式、定级以及验证要求。
关键词:安全仪表系统(SIS );安全完整性等级(SIL );评估;验证中图分类号:TQ086.3文献标识码:B文章编号:1009-1785(2019)05-0037-02Necessity of safety instrument system (SIS)safety integrity level (SIL)assessment and verificationSHI Jian-feng(Ningxia Yinglite Chemical Co.,Ltd.,Shizuishan 753202,China )Abstract ：Introduces the classification of safety instrument system and the necessity of evaluation and verification,including the content,method,grading and verification requirements of evaluation and verification.Key words ：safety instrument system;safety integrity level;assessment;verification37中国氯碱2019年第5期风险。
