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1、·92·天然气工业2011年3月SIL在天然气净化厂控制系统安全分析中的应用1111221夏太武袁树海宋彬张炜彭云熊生勇李范书1.中国石油西南油气田公司天然气研究院2.中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂万州分厂夏太武等.SIL在天然气净化厂控制系统安全分析中的应用.天然气工业,2011,31(3):92-96.摘要目前针对天然气净化厂控制系统的安全分析主要采用的是危害和可操作性分析法(HAZOP),该方法主要从工艺流程的参数偏差方面分析设计上存在的缺陷,而对仪表控制系统不能作更为详细的风险评估,而单独的安全完整性等级分析法(
2、SIL)评估也不能完全识别出控制系统中存在的不足。为此,提出了一种将SIL与HAZOP结合使用的分析方法,充分利用HAZOP分析的成果,对HAZOP识别出来的问题或缺陷再进行SIL评估;而另一方面,对没有进行HAZOP分析的安全仪表系统(SIS)进行单独的SIL评估,弥补了HAZOP对自控风险分析的不足。应用结果表明:该方法在天然气净化厂是适用有效的,能为天然气净化厂改进SIS系统及其他技术改进提供指导。关键词天然气净化风险安全完整性等级安全仪表系统危害和可操作性分析风险图表法DOI:10.3787/j.issn.1000-097
3、6.2011.03.024[1-2]天然气净化厂应用的控制系统较为复杂,包含性等级。这种等级划分是离散的,共设置有4级,其[3]集散控制系统(DistributedControlSystem,DCS)、安中SIL4是安全完整性最高等级。SIL等级越高,意全仪表系统(SafetyInstrumentedSystem,SIS)、远程味着对应的安全防护系统可靠性越高,这是企业所期终端装置(RemoteTerminalUnit,RTU)和可编程逻望的。但是高可靠性的安全防护系统往往会带来更多辑控制器(ProgrammableLogicCo
4、ntroller,PLC)等。的软、硬件投资。此外,随着安全仪表系统服役时间加目前针对天然气净化厂控制系统的安全分析方法主要长,系统硬件的可靠性会随之降低,即安全完整性等级是危害和可操作性分析法(HazardandOperability会下降。要保证系统服役过程中的完全完整性等级维Studies,HAZOP),该方法主要从工艺流程的参数偏持设计初衷不变,需要适时地对其进行风险评估,并制差方面分析设计上存在的缺陷,而对仪表控制系统不订相应的检、维修计划或整改措施,这就是所谓的安全能作更为详细的风险评估。为确保装置的安全运行,完整性等
5、级(SIL)评估。SIS系统的配置显得非常重要。安全完整性等级2SIL评估思路(SafetyIntegrityLevel,SIL)评估主要针对SIS系统进行评估,包括控制回路的触发器、控制器、执行机构SIL评估对象是受保护设备(EquipmentUnder及其他保护措施。笔者拟就SIL评估与HAZOP分Control,EUC)的安全防护系统,即安全仪表系统。其析在天然气净化厂的结合应用进行分析和研究,进一他的安全防护措施作为SIL等级的影响因子,也在步改良和完善HAZOP分析方法。SIL评估的范围之内。SIL评估的思路是首先确定受
6、保护单元及其控制参数,然后在不考虑SIS的情况下,1SIL简介确定控制参数所需的SIL等级,之后,再对该控制参SIL是表述分配给安全仪表系统的安全仪表功能数现有SIS系统各回路的SIL等级进行验证,若所验(SafetyInstrumentedFunction,SIF)所需的安全完整证的SIL等级达不到系统所需的SIL等级,则需要改基金项目:中国石油天然气股份有限公司课题“HAZOP分析在天然气净化厂的应用研究”(编号:2009D1502-06)。作者简介:夏太武,1978年生,助理工程师,工学硕士;主要从事油气田地面工程相关的仪控
7、、电气设计、咨询与研究工作。地址:(610213)四川省成都市双流县华阳镇天研路218号。电话:(028)85604564转605,13540720382。E-mail:xiatw@petrochina.com.cn第31卷第3期安全环保·93·进控制方案,提高其SIL等级,使之满足系统的安全需的要求,容易形成漏分析。需要。为此,笔者在本文参考文献[10-11]的基础上,提确定SIL等级的方法有:出了另一种关于SIL与HAZOP结合使用的分析方[4]1)国际标准IEC61508中规定的定量风险评估、法。具体流程如图2所示。风险图表
8、法(定性)和风险矩阵法(定性)等分析方法。图2所示的流程包括了确定需求资料、确定评估[5]2)国际标准IEC61511中规定的定量方法、安全范围和目标、HAZOP分析、确定评估对象所需的SIL保护层矩阵法(定性)、风险图表法(定性)、修正风险图等级
