安全儀表控制系統(tǒng)在大型化工廠中的應(yīng)用與發(fā)展

安全儀表控制系統(tǒng)在大型化工廠中的應(yīng)用與發(fā)展楊寶田【摘要】安全儀表控制系統(tǒng)能夠保證大型化工廠生產(chǎn)設(shè)備環(huán)境和人員安全.介紹安全儀表控制系統(tǒng)的定義及主要組成，探討其安全完整性等級(jí)、設(shè)計(jì)原則及發(fā)展趨勢(shì),為安全儀表控制系統(tǒng)在大型化工廠中的應(yīng)用與發(fā)展提供理論參考.【期刊名稱】《農(nóng)業(yè)科技與裝備》【年(卷)，期】2013(000)004【總頁(yè)數(shù)】2頁(yè)(P39-40)【關(guān)鍵詞】安全儀表控制系統(tǒng);等級(jí);設(shè)計(jì)原則;化工廠【作者】楊寶田【作者單位】盤錦和運(yùn)集團(tuán)新材料有限公司，遼寧盤錦124000【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】U172.7隨著石油、化工裝置的經(jīng)濟(jì)規(guī)模日趨大型化，生產(chǎn)裝置的密集程度越來(lái)越高，對(duì)操作、控制及安全的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。石化裝置的產(chǎn)品一般都屬于易燃、易爆或有毒介質(zhì)，生產(chǎn)過(guò)程稍有閃失就會(huì)釀成災(zāi)難性事故，造成生產(chǎn)、設(shè)備、人員等方面的重大損失。近年來(lái)，安全事故頻發(fā)，給企業(yè)和社會(huì)造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)也構(gòu)成了重大威脅，形勢(shì)十分嚴(yán)峻。為防止和減少安全事故的發(fā)生，保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全，安全儀表控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。安全儀表控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)裝置和設(shè)備可能發(fā)生的危險(xiǎn)或不采取緊急措施將繼續(xù)惡化的狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)，使其進(jìn)入一個(gè)預(yù)定的安全停車狀態(tài)，從而使危險(xiǎn)和損失降到最低，保證生產(chǎn)設(shè)備環(huán)境和人員安全。1安全儀表控制系統(tǒng)的定義及組成安全儀表控制系統(tǒng)(SafetyInstrumentedSystem，SIS)也被稱為安全聯(lián)鎖系統(tǒng)(SafetyInterlocks)。它是由國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)IEC61508及IEC61511定義的專門用于安全的控制系統(tǒng)。安全控制系統(tǒng)是指能實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)安全功能的系統(tǒng)。它包括儀表安全功能中從傳感器到最后部件的所有組件和必要子系統(tǒng)，主要有邏輯運(yùn)算器，軟件，硬件，硬件電器或電子系統(tǒng)，機(jī)械、液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)安全儀表的主要目的是選擇和建立一個(gè)完整的安全儀表系統(tǒng)方案，使其能夠確認(rèn)關(guān)鍵參數(shù)，并且能夠滿足安全要求。安全儀表控制系統(tǒng)是安全相關(guān)系統(tǒng)中重要的專門類別，在石油和化工行業(yè)應(yīng)用廣泛。2安全儀表控制系統(tǒng)的安全完整性等級(jí)(SafeIntegrityLevel,SIL)SIL是用來(lái)描述安全儀表系統(tǒng)安全綜合評(píng)價(jià)等級(jí)的，是指在規(guī)定的條件及時(shí)間內(nèi)，安全系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)所要求的安全功能概率。IEC-61508將過(guò)程安全所需要的安全度等級(jí)劃分為4級(jí)，即SIL1—SIL4，其具體要求見(jiàn)表1。根據(jù)系統(tǒng)不響應(yīng)安全聯(lián)鎖要求的概率，ISA-S84.01將安全度等級(jí)劃分為3級(jí)，即SIL1-SIL3。鑒于我國(guó)目前的實(shí)際情況，一般通過(guò)對(duì)所有事件發(fā)生的可能性、后果嚴(yán)重程度及其他安全措施的有效性進(jìn)行定性評(píng)估，來(lái)確定適當(dāng)?shù)陌踩鹊燃?jí)。1級(jí)用于事故很少發(fā)生，即使發(fā)生事故，也只會(huì)對(duì)裝置和產(chǎn)品有輕微影響，不會(huì)立即造成環(huán)境污染和人員傷亡，經(jīng)濟(jì)損失不大。2級(jí)用于事故偶爾發(fā)生，即事故對(duì)裝置和產(chǎn)品有較大影響，有可能造成環(huán)境污染和人員傷亡，經(jīng)濟(jì)損失較大。3級(jí)用于事故經(jīng)常發(fā)生，即事故對(duì)裝置和產(chǎn)品造成嚴(yán)重影響，并導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染和人員傷亡，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。表1安全儀表控制系統(tǒng)的安全完整性等級(jí)Table1Safetyintegritygradesofthesafetyinstrumentedsystem安全整體性等級(jí)平均需求故障概率（PFD）風(fēng)險(xiǎn)降低系數(shù)（RrF）SIL41E04~1E0510.000~100.000SIL31E03~1E041.000~10.000SIL21E02~1E03100~1000SIL11E01~1E0210~100SIL等級(jí)的選擇并不是越高越好。SIL等級(jí)越高，對(duì)經(jīng)濟(jì)支出和管理的要求越高，成本也越高。但若SIL過(guò)低，安全系統(tǒng)將無(wú)法滿足企業(yè)對(duì)安全的要求。3安全儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）為減少檢測(cè)元件自身的故障率，安全儀表控制系統(tǒng)元件應(yīng)選用高性能、高質(zhì)量產(chǎn)品。2）在執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)上，SIL2以上等級(jí)的安全儀表系統(tǒng)應(yīng)采用獨(dú)立或冗余配置的執(zhí)行元件。獨(dú)立執(zhí)行元件和冗余元件兩種方法都有效時(shí)，采用可靠執(zhí)行元件較好。執(zhí)行元件的冗余配置可提高系統(tǒng)的可靠性和可用性。3） 故障獨(dú)立、安全可靠。如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需要安全儀表系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)裝置的安全作出保障。但如果用同一套控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能，就有可能同時(shí)喪失控制功能。對(duì)安全儀表系統(tǒng)而言，改變?cè)O(shè)計(jì)值或控制邏輯，都必須遵循特定的審批制度，得到授權(quán)后方能進(jìn)行。4） 在滿足安全生產(chǎn)的前提下，應(yīng)盡量選擇線路簡(jiǎn)單、元器件數(shù)量少的方案。5） 信號(hào)報(bào)警、安全聯(lián)鎖設(shè)備應(yīng)當(dāng)安裝在震動(dòng)小、灰塵少、無(wú)腐蝕氣體、無(wú)電磁干擾的場(chǎng)所。4控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)控制系統(tǒng)與一些基本過(guò)程系統(tǒng)集成。一些要求較低、規(guī)模較小的生產(chǎn)過(guò)程可以采用集成方法來(lái)減少投資，從而減少過(guò)程控制系統(tǒng)和安全儀表控制系統(tǒng)的一系列問(wèn)題。同時(shí)，安全儀表控制系統(tǒng)會(huì)向智能化方向發(fā)展，具有更高的過(guò)程可用性和更低的維護(hù)成本。5結(jié)語(yǔ)近年來(lái)，我國(guó)化工行業(yè)向大型化、智能化方向發(fā)展。在其生產(chǎn)過(guò)程中，安全問(wèn)題已成為化工生產(chǎn)的首要問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員應(yīng)保持正確的安全理念，運(yùn)用安全儀表控制系統(tǒng)監(jiān)視生產(chǎn)裝置的運(yùn)行，對(duì)異常情況進(jìn)行迅速處理，消除重大災(zāi)難性事故，保證國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。SIS安全儀表控制系統(tǒng)作為過(guò)程工業(yè)安全的重要保障，對(duì)確保大型化工廠過(guò)生產(chǎn)安全具有重要意義。參考文獻(xiàn)李勝利，盧金芳.石油化工裝置安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].石油化工自動(dòng)化2007(2):18-22.關(guān)鍵.SIS在聚丙烯裝置改造工程中