化工装备安全仪表体系性能安全评价体系之研究与应用

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1、化工装备安全仪表体系性能安全评价体系之研究与应用第1章绪论1.1课题的背景和意义安全对经济、环境以及人类自身的发展至关重要，生产过程的安全也因此倍受关注。随着生产规模的逐渐扩大，整个生产过程面临的风险也进一步提高，对于设计、操作或实施中任何一个环节的失误都有可能造成很严重的经济损失，人员伤亡。1984年发生在印度博帕尔农药厂毒气泄漏事件，1986年前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件，1988年北海阿尔法油田爆炸事件以及2006年发生在吉化的爆炸事件⑴等等，都使人们前所未有的重视工业生产中的安全问题。据统计

2、，在石化行业发生的伤亡事故中，大约有70%?90%的事故源于误操作，可见确保系统本质的安全性，使装置即使在误操作的情况下仍能保证安全是十分必要的。为了确保生产过程的安全运行，安全仪表系统被广泛应用于现代化生产，在石化行业体现尤为突出。安全仪表系统(SIS,SafetyInstrumentedSystem)是由传感器(Sensor)、逻辑控制器(LogicSolver)和最终执行元件(FinalControlElement)组成的自动控制系统；当生产过程与预期状态发生背离或者出现安全隐患时，安全仪表系统

3、会釆取紧急措施，是生产装置进入一个预定义的安全停车工况，从而保障生产过程的安全，减免环境、财产损失保护人身安全。安全仪表系统可以降低生产设备危险事件发生的频率，从而降低事故发生的风险。但在安全仪表系统保护下，生产过程并非绝对安全；只有安全仪表系统能够正确准时的执行其安全功能，才能保护生产过程，当安全仪表本身无法正常执行其安全功能时，便无法保障生产过程的安全性。因此，安全仪表系统对降低事故发生的风险是必须的，如何保障安全仪表系统本身的安全性，提高安全仪表执行安全功能的可靠性是当前急需解决的问题。对于巳经

4、投入生产的安全仪表系统，其安全性更加受到关注和重视。许多生产装置的安全仪表系统在未经过安全评估或仅凭经验认定便投入生产过程，在一定程度上提高了危险事件发生的风险，对于生产过程的安全造成了隐患。评估安全仪表系统，尤其是己经投入生产的安全仪表系统的功能安全等级成为当下需要解决的重要问题。安全相关仪表系统的安全功能(safetyrelatedfunction)是对于某一个特定的安全隐患或潜在危险事件进行的保护措施。如管道或容器在出现超高压情况时泄流或停车；加热炉出现超高温情况时灭火等等，都属于安全功能的范畴

5、。安全仪表系统的功能安全是指安全功能本身的安全性，用于描述安全仪表系统执行其安全功能的能力。对安全仪表系统的评估我们主要探讨硬件系统的安全性评估，就是对系统本身功能安全的等级评定。功能安全等级越高，安全仪表系统的安全性越好。为了更好的推广功能安全理念，规范功能安全标准，国际电工委员会于2000年发布了关于这些系统功能安全的国际标准ffiC61508。接着在2003年发布了针对过程工业的安全仪表系统功能安全国际标准IEC6151114。其中，IEC61511是专门针为石化行业等过程工业的发展而提出，为过

6、程工业功能安全评定提供了依据，对石化行业的安全生产水平起到了很大的促进作用。标准提出的定量评定方法以及生命周期的功能安全管理方法也对石化行业的安全生产水平提高具有借鉴作用。总之，国际标准的出现意味着功能安全将逐渐形成体系，并会渐渐投入到实践应用中去。美国、欧洲以及日本等国已经开始推广功能安全理念，并对出台的相应国际标准进行研究整理，依据本国具体生产实际情况，将标准规范到不同领域，陆续出台了相应的行业标准。围绕功能安全这一薪新的课题，上述国家从理论研究，标准建立，到实际安全系统设计、实施、评估、认证，开

7、展了一系列的研究工作，也取得了许多有价值的成果。结合国情，我国于2006年发布了GB/T20438-2006《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》。但在功能安全领域的研究与推广尚处于起步阶段，对相关标准的引入时间较短，许多工作仍需要进一步加强。第2章安全仪表系统的功能安全概述安全仪表系统(SafetyInstrumentedSystem,SIS)在化工行业的应用已经逐渐普及，其在安全领域所起到的作用也日益强化。安全仪表系统本身执行安全功能的能力大小，即功能安全的等级决定了生产过程的安全等级。

8、IEC61508及IEC61511标准较为完整的定义了安全仪表系统的设计、运行、维护及功能安全评价方法等概念。IEC61511主要是针对流程工业中的安全仪表系统而撰写的，其中的安全相关系统主要是有仪表组成。要完成功能安全的评估，就要对安全仪表系统本身的概念，相关标准，评估过程及方法模型有着较为深刻的了解。2.1安全伩表系统(SIS)2.1.1安全仪表系统概念安全仪表系统(SafetyInstrumentedSystem,SIS)是指可以起到与单个或多个仪