安全儀表功能回路設計及sil驗算方法

1、近些年石化行業(yè)頻發(fā)重大安全事故，安監(jiān)局發(fā)布的相關安全文件中均提到安全儀表系統(tǒng)（SIS）?！吨袊踩珒x表系統(tǒng)安全完整性等級評估管理規(guī)定（試行）》（中國石化安［2013］259 號文）1.3 條要求：“各單位應將建設項目安全完整性等級（SIL）評估納入建設項目設計管理，將在役裝置 SIL 評估納入日常安全生產管理”；3.2 條要求：“各單位或設計單位應對建設項目以及在役裝置所涉及的安全儀表功能（SIF）確定相應的SIL，保證安全儀表功能

2、滿足目標 SIL 要求”［1］。在 SIS 設計過程中， SIF 回路中 SIL 的定級和驗算是設計的重點和難點。1 SIL 定級目前 SIF 回路的 SIL 的確定，主要依靠危險與可操作性分析（HAZOP）結合保護層分析（LOPA）的方法來實現。HAZOP 分析是在安全專業(yè)人員主導下，工藝、自控、設備專業(yè)人員以及操作人員共同構成的分析小組進行的一種分析方法。HAZOP 分析是采用標準化“引導詞”對裝置過程系統(tǒng)的中間變量設定“偏離”，沿

3、“偏離”在系統(tǒng)中反向查找非正?！霸颉?，沿“偏離”在系統(tǒng)中正向查找不利“后果”，確定后果嚴重性等級［2］。HAZOP 具體分析方法詳見AQ/T3049—2013《危險與可操作性分析（HAZOP 分析）應用導則》［3］。當 HAZOP 分析確定后果嚴重性等級為高風險或很高風險時，需進一步進行 LOPA 分析，計算目前偏差導致的后果發(fā)生的頻率，判斷現有保護措施是否足夠，建議措施是否能夠有效地降低事故發(fā)生頻率等?？赏ㄟ^增加 SIF 回路保護層

4、，降低事故發(fā)生概率，從而得出時，后果發(fā)生的概率 fci=n×10－3×1×10－3=n×10－6，年頻率等級范圍為 10－5～10－6，5 級后果的風險是中風險；當引入 SIL3（PFD=1×10－4）的 SIF 回路時，后果發(fā)生的概率 fci=n×10－3×1×10－4=n×10－7，年頻率等級范圍為 10－6～10－7，5 級后果的風險是低風險

5、。上述 SIL 分析中選取了最嚴重的風險等級、最高的初始時間發(fā)生概率、最高的獨立保護層失效概率，可以看出 SIL1 的保護層即可將風險降為中風險，中風險是可選擇性的采取行動；當采用 SIL3 保護層時可將風險降為低風險，低風險不需要采取行動。若風險等級小于 5 級或其他獨立保護層的失效概率小于 1×10－1 時，采用 SIL2 保護層時可將風險降為低風險，低風險不需要采取行動。因此，SIS 中，大部分 SIF 回路的 SIL