安全儀表功能回路設(shè)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(guān)安全文件中均提到安全儀表系統(tǒng)（SIS）。《中國石化安全儀表系統(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(yīng)將建設(shè)項目安全完整性等級（SIL）評估納入建設(shè)項目設(shè)計管理，將在役裝置 SIL 評估納入日常安全生產(chǎn)管理”；3.2 條要求：“各單位或設(shè)計單位應(yīng)對建設(shè)項目以及在役裝置所涉及的安全儀表功能（SIF）確定相應(yīng)的SIL，保證安全儀表功能

2、滿足目標(biāo) SIL 要求”［1］。在 SIS 設(shè)計過程中， SIF 回路中 SIL 的定級和驗算是設(shè)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(jié)合保護(hù)層分析（LOPA）的方法來實現(xiàn)。HAZOP 分析是在安全專業(yè)人員主導(dǎo)下，工藝、自控、設(shè)備專業(yè)人員以及操作人員共同構(gòu)成的分析小組進(jìn)行的一種分析方法。HAZOP 分析是采用標(biāo)準(zhǔn)化“引導(dǎo)詞”對裝置過程系統(tǒng)的中間變量設(shè)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(yán)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(yīng)用導(dǎo)則》［3］。當(dāng) HAZOP 分析確定后果嚴(yán)重性等級為高風(fēng)險或很高風(fēng)險時，需進(jìn)一步進(jìn)行 LOPA 分析，計算目前偏差導(dǎo)致的后果發(fā)生的頻率，判斷現(xiàn)有保護(hù)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(hù)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(fēng)險是中風(fēng)險；當(dāng)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(fēng)險是低風(fēng)險

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