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、設(shè)計原則及發(fā)展趨勢,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【總頁數(shù)】2頁(P39-40)【關(guān)鍵詞】安全儀表控制系統(tǒng);等級;設(shè)計原則;化工廠【作者】楊寶田【作者單位】盤錦和運集團(tuán)新材料有限公司，遼寧盤錦124000【正文語種】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越高，對操作、控制及安全的要求也越來越嚴(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)過程稍有閃失就會釀成災(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，安全事故頻發(fā)，給企業(yè)和社會造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，對人民生命財產(chǎn)也構(gòu)成了重大威脅，形勢十分嚴(yán)峻。為防止和減少安全事故的發(fā)生，保證人民生命財產(chǎn)安全，安全儀表控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。安全儀表控制系統(tǒng)對生產(chǎn)裝置和設(shè)備可能發(fā)生的危險或不采取緊急措施將繼續(xù)惡化的狀態(tài)進(jìn)行及時響應(yīng)，使其進(jìn)入一個預(yù)定的安全停車狀態(tài)，從而使危險和損失降到最低，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)。它是由國際電工委員會(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)是指能實現(xiàn)一個或多個安全功能的系統(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)，主要有邏輯運算器，軟件，硬件，硬件電器或電子系統(tǒng)，機械、液壓或氣動系統(tǒng)等。設(shè)計安全儀表的主要目的是選擇和建立一個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(SafeIntegrityLevel,SIL)SIL是用來描述安全儀表系統(tǒng)安全綜合評價等級的，是指在規(guī)定的條件及時間內(nèi)，安全系統(tǒng)成功實現(xiàn)所要求的安全功能概率。IEC-61508將過程安全所需要的安全度等級劃分為4級，即SIL1—SIL4，其具體要求見表1。根據(jù)系統(tǒng)不響應(yīng)安全聯(lián)鎖要求的概率，ISA-S84.01將安全度等級劃分為3級，即SIL1-SIL3。鑒于我國目前的實際情況，一般通過對所有事件發(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)行定性評估，來確定適當(dāng)?shù)陌踩鹊燃墶?級用于事故很少發(fā)生，即使發(fā)生事故，也只會對裝置和產(chǎn)品有輕微影響，不會立即造成環(huán)境污染和人員傷亡，經(jīng)濟(jì)損失不大。2級用于事故偶爾發(fā)生，即事故對裝置和產(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級用于事故經(jīng)常發(fā)生，即事故對裝置和產(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Table1Safetyintegritygradesofthesafetyinstrumentedsystem安全整體性等級平均需求故障概率（PFD）風(fēng)險降低系數(shù)（RrF）SIL41E04~1E0510.000~100.000SIL31E03~1E041.000~10.000SIL21E02~1E03100~1000SIL11E01~1E0210~100SIL等級的選擇并不是越高越好。SIL等級越高，對經(jīng)濟(jì)支出和管理的要求越高，成本也越高。但若SIL過低，安全系統(tǒng)將無法滿足企業(yè)對安全的要求。3安全儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計1）為減少檢測元件自身的故障率，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)計上，SIL2以上等級的安全儀表系統(tǒng)應(yīng)采用獨立或冗余配置的執(zhí)行元件。獨立執(zhí)行元件和冗余元件兩種方法都有效時，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)實現(xiàn)功能，就有可能同時喪失控制功能。對安全儀表系統(tǒng)而言，改變設(shè)計值或控制邏輯，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)盡量選擇線路簡單、元器件數(shù)量少的方案。5） 信號報警、安全聯(lián)鎖設(shè)備應(yīng)當(dāng)安裝在震動小、灰塵少、無腐蝕氣體、無電磁干擾的場所。4控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢控制系統(tǒng)與一些基本過程系統(tǒng)集成。一些要求較低、規(guī)模較小的生產(chǎn)過程可以采用集成方法來減少投資，從而減少過程控制系統(tǒng)和安全儀表控制系統(tǒng)的一系列問題。同時，安全儀表控制系統(tǒng)會向智能化方向發(fā)展，具有更高的過程可用性和更低的維護(hù)成本。5結(jié)語近年來，我國化工行業(yè)向大型化、智能化方向發(fā)展。在其生產(chǎn)過程中，安全問題已成為化工生產(chǎn)的首要問題。設(shè)計人員應(yīng)保持正確的安全理念，運用安全儀表控制系統(tǒng)監(jiān)視生產(chǎn)裝置的運行，對異常情況進(jìn)行迅速處理，消除重大災(zāi)難性事故，保證國家和人民生命財產(chǎn)安全。SIS安全儀表控制系統(tǒng)作為過程工業(yè)安全的重要保障，對確保大型化工廠過生產(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[J].石油化工自動化2007(2):18-22.關(guān)鍵.SIS在聚丙烯裝置改造工程中