【技術(shù)分享】安全儀表系統(tǒng)（SIS）的設(shè)置流程
根據(jù)安監(jiān)總管三 [2014] 116號(hào) 國(guó)家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見(jiàn)，從2018年1月1日起，所有新建涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工裝置和危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施要設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。其他新建化工裝置、危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施安全儀表系統(tǒng)，從2020年1月1日起，應(yīng)執(zhí)行功能安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。
化工安全儀表系統(tǒng)安裝一般分為工藝危害分析（HAZOP等）、SIL定級(jí)、SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全儀表功能（SIF）驗(yàn)算、安裝與調(diào)試等步驟。
工藝危害分析 工藝危害分析通常使用危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP）工具。HAZOP分析法是按照科學(xué)的程序和方法，從系統(tǒng)的角度出發(fā)對(duì)工程項(xiàng)目或生產(chǎn)裝置中潛在的危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)先的識(shí)別、分析和評(píng)價(jià)，識(shí)別出生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)及操作和維修程序，并提出改進(jìn)意見(jiàn)和建議，以提高裝置工藝過(guò)程的安全性和可操作性，為制定基本防災(zāi)措施和應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行決策提供依據(jù)。HAZOP是初步、詳細(xì)設(shè)計(jì)審查、重大工藝變更安全管理的技術(shù)手段，是項(xiàng)目管理的重要控制性文件?？傊?，安裝化工安全儀表系統(tǒng)之前，需要首先通過(guò)HAZOP分析來(lái)確定生產(chǎn)工藝、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中潛在的危險(xiǎn)源。
SIL等級(jí)是一個(gè)重要的安全可靠性的參數(shù)，用以表征安全相關(guān)系統(tǒng)針對(duì)一個(gè)特定的功能需求所能達(dá)到的風(fēng)險(xiǎn)降低的程度。IEC61508將SIL劃分為4級(jí)，即SIL1，SIL2，SIL3和SIL4。安全相關(guān)系統(tǒng)的SIL應(yīng)該達(dá)到哪一級(jí)別，是由風(fēng)險(xiǎn)分析得來(lái)的，即通過(guò)分析風(fēng)險(xiǎn)后果嚴(yán)重程度、風(fēng)險(xiǎn)暴露時(shí)間和頻率、不能避開(kāi)風(fēng)險(xiǎn)的概率及不期望事件發(fā)生概率這四個(gè)因素綜合得出。根據(jù)SIL等級(jí)劃分原則，級(jí)別越高要求其危險(xiǎn)失效概率越低。
工藝危害分析用于確定需要什么安全功能，但其作為定性分析方法存在一定局限性，即當(dāng)識(shí)別出后果嚴(yán)重性較大的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，HAZOP分析無(wú)法準(zhǔn)確判斷各類措施對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的削減程度，也無(wú)法判斷剩余風(fēng)險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)間的差距。因在SIL定級(jí)過(guò)程中進(jìn)一步采用保護(hù)層 （LOPA） 分析等方法對(duì)初始事件的發(fā)生頻率、后果嚴(yán)重性以及每一個(gè)獨(dú)立保護(hù)措施的風(fēng)險(xiǎn)削減值進(jìn)行評(píng)估及確認(rèn)，最終決定 SIF 回路需要分配的風(fēng)險(xiǎn)削減目標(biāo)，即SIF回路的完整性等級(jí)（SIL）要求。
SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 ①危險(xiǎn)及其后果； ②危險(xiǎn)性事件的概率； ③相應(yīng)的PID； ④過(guò)程測(cè)量參數(shù)及跳閘點(diǎn)； ⑤主設(shè)備和輔助設(shè)備的響應(yīng)要求； ⑥過(guò)程測(cè)量和輸出的關(guān)系，包括邏輯、算法功能和允許性-定義到所有的操作模式，例如開(kāi)車、正常、異常、緊急停車等； ⑦所需的安全完整性等級(jí)；、 ⑧目標(biāo)測(cè)試周期； ⑨允許的最高無(wú)停車率； ⑩SIF的最大響應(yīng)時(shí)間要求；手動(dòng)啟動(dòng)SIF的要求； ?SIF復(fù)位要求(鎖定或自動(dòng)復(fù)位)； ?故障診斷的SIF響應(yīng)(自動(dòng)停車、僅報(bào)警或其他)； ?熱機(jī)界面要求-變量顯示和輸入； ?旁路維護(hù)能力要求； ?跳閘后的平均恢復(fù)，開(kāi)車時(shí)間預(yù)估； ?正常操作和緊急狀態(tài)的環(huán)境條件。 除上述內(nèi)容外，還應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用和不同的行業(yè)的不同要求增加相應(yīng)的內(nèi)容。
小結(jié)
安全儀表系統(tǒng)和安全儀表功能的選擇和設(shè)計(jì)是過(guò)程工業(yè)安全生命周期中的重要組成部分。無(wú)論是分析階段，還是實(shí)施和操作階段，安全生命周期的每一階段都至關(guān)重要。參照相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)計(jì)要求使用安全儀表系統(tǒng)，將有效降低風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)人身安全、財(cái)產(chǎn)安全和環(huán)境安全，為企業(yè)安全長(zhǎng)穩(wěn)優(yōu)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提供一道新的保障。