安全完整性等级sil应用研究与实践

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1、石油与天然气化工第４１卷第１期ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＯＦＯＩＬ＆ＧＡＳ１０７安全完整性等级ＳＩＬ应用研究与实践袁树海宋彬李范书夏太武（中国石油西南油气田公司天然气研究院）摘要介绍了ＳＩＬ评估依据、作用、方法及应用案例。根据新老项目需求不同简述了ＳＩＬ评估的不同目的和作用；结合工程实践提出了ＳＩＬ评估的必要性；引用相关标准论述了构建ＳＩＳ系统的合理性与有效性；列举实际工程案例阐述了ＳＩＬ评估的基本应用方法；最后阐明了ＳＩＬ评估应用的发展趋势。关键词仪表控制安全风险ＳＩＳＳＩＬＨＡＺＯＰＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－３４２６．２０１２．０１．０２６随着自动化仪

2、表技术的出现，特别是以半导体意味着构成的安全仪表系统投资越高。技术为基础的工业自动化仪表的发展，为流程性工１ＳＩＬ评估作用业装置自动控制带来了革命性的变化。但由于初期产品性能可靠性等诸多原因，导致其在工业应用中由于构成控制系统涉及的软硬件部件较多，无产生了很多负面影响。尽管如此，工业自动化仪表论标称多么可靠的控制系统，都不可能做到万无一控制显著提高产品性能和人工控制无法替代的积极失，因此根据需要对某些重要或敏感点位的控制回作用还是为人所接受，同时对于不断提高自动化控路增加保护层级，降低失效概率便成为必然要求。制系统可靠性的研究与探索也在不断进行。作为工实际生产过程中ＳＩＬ不是任由设计者或使

3、用业自动化控制领域的一个系统分支，即安全仪表系者随意确定的。针对各控制对象的联锁保护方案采统（ＳａｆｅｔｙＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ－ＳＩＳ）随之产生，并用哪一等级的ＳＩＬ是正确的、合适的，需要工艺、设在大型工业装置或复杂工艺流程上得以推广应用。备、自控、安全工程师以及操作人员、管理人员参与ＳＩＳ在流程装置上配置得是否妥当，是否能有效发确定。首先根据标准针对控制对象进行多重因素评挥安全保障作用，一直为用户质疑和关注。１９９８估，根据工艺流程、工况条件进行综合分析，由此确年，国际电工技术委员会（ＩＥＣ）针对自动化仪表产定失效或事故后果造成的损失或危害可以接受的程品开发应用提出了ＩＥＣ６

4、１５０８－１９９８（ＧＢ２０４３８－度；最后确定合适的ＳＩＬ等级，也就是确定安全仪２００６《电气／电子／可编程电子安全相关系统的功能表系统构成的繁简程度，最终由自控工程师去实现，［１］安全》）标准；２００３年提出了ＩＥＣ６１５１１－２００３使安全仪表系统的ＳＩＬ等级与受保护对象需求的（ＧＢ２１１０９－２００７《过程工业领域安全仪表系统的必要性相适应。采用的ＳＩＬ等级既不偏低也不偏［２］功能安全》）标准，其中对框架、定义、系统、硬件和高，做到投资物有所值、恰到好处。软件，以及安全完整性等级（ＳａｆｅｔｙＩｎｔｅｇｒｉｔｙＬｅｖｅｌ２ＳＩＬ评估方法－ＳＩＬ）提出了更为明确的要求。按照ＩＥＣ６１

5、５１１标准规定，将ＳＩＬ分为４级，即一般ＳＩＬ评估首先是针对某工程对象，在危害ＳＩＬ１、ＳＩＬ２、ＳＩＬ３、ＳＩＬ４，其中ＳＩＬ４等级最高。ＳＩＬ与可操作性分析（ＨａｚａｒｄａｎｄＯｐｅｒａｂｉｌｉｔｙＳｔｕｄｙ－是描述安全仪表系统功能可靠性的一种表征，ＳＩＬＨＡＺＯＰ）已经识别的局部风险对象或环节基础上，等级越高，安全仪表系统失效的风险概率越低，同时应用ＳＩＬ对其作进一步量化分析评估；然后确定是１０８安全完整性等级ＳＩＬ应用研究与实践２０１２否有必要配置具有相适应的ＳＩＬ控制方案，若有必并有可能造成环境污染和人员伤亡，经济损失较大”［３］要继续评估已有ＳＩＬ等级或设计需求ＳＩＬ等级，据的

6、工况，要求安全完整性级别设计达到ＳＩＬ２级。此构建可以达到需求ＳＩＬ等级的安全仪表系统或根据评估得知，某天然气处理厂工艺流程中类似工安全联锁控制方案。实际工程需求，如果未进行况安全完整性级别实际没有达到ＳＩＬ２级标准，安ＨＡＺＯＰ分析，直接采用ＳＩＬ评估也是可行的，但必全保障措施程度不够。建议参照下文提出方案通过须建立在对工艺流程某些重要或敏感点位充分熟悉技术改造提高ＳＩＬ级别。文中提到的技改方案，基或辨识基础上。本上是利用现有仪表设备资源，在投资较少的情况下，通过局部软硬件技术改造使必要的联锁控制回２．１新项目的ＳＩＬ评估路从原设计ＳＩＬ１或低于ＳＩＬ１级水平提高到ＳＩＬ２新建工程项目，

7、特别是工艺流程复杂，工艺介质级，从而可以增强装置操作运行的安全性。为高压、易燃易爆、腐蚀、有毒等工况，构成的控制方以下介绍一燃料气系统压力联锁控制ＳＩＬ改案相对复杂，对安全性要求也比较高。为了弥补设造案例。改造前燃料气系统压力联锁控制回路参见计缺陷，通过第三方采用ＳＩＬ评估方法，对整个工图１。燃料气源来自９．４ＭＰａ高压干气，经ＰＶ－艺流程进行系统分析审查，其中，包括对安全仪表系４３０１阀自动调节减压至３．０ＭＰａ，作为