安全儀表系統更要有效

鄭君

化工安全儀表系統是什么？安全儀表功能和安全完整性等級又指什么？說起這些概念，可能許多從事化工行業安全管理的人員并不十分清楚。然而安全儀表系統在安全生產中卻發揮著重要作用。

到底有哪些重要作用呢？為全面介紹化工安全儀表系統，中國化學品安全協會在2015年7月30日，組織業內專家、學者以及企業的安全管理人員，召開了化工安全儀表系統管理研討會，共同探討如何推進化工安全儀表系統在我國的應用。

安全儀表系統

危險情況由靜變動

化工安全儀表系統（Safety Instrumented System，簡稱SIS）包括安全聯鎖系統、緊急停車系統和有毒有害、可燃氣體及火災檢測保護系統等。

安全儀表系統獨立于過程控制系統（例如分散控制系統等），生產正常時處于休眠或靜止狀態，一旦生產裝置或設施出現可能導致安全事故的情況時，能夠瞬間準確動作，使生產過程安全停止運行或自動導入預定的安全狀態。

這是國家安全監管總局于2014年11月發布的《關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》（安監總廳管三〔2014〕116號）中，對化工安全儀表系統的定義。

參與起草該文件的中國石化安全工程研究院化學品安全控制國家重點實驗室副主任、高級工程師李玉明介紹說，化工安全儀表系統的作用是降低風險，主要通過降低后果發生的概率來實現。其特點為正常狀況下是靜態的、被動的，危險情況出現時由靜變動，正確完成預定功能。

因此，安全儀表系統要求有正確的安全功能（即安全儀表功能SIF）和良好的可靠性（安全完整性等級SIL，SIL等級由低到高分4級，最高等級為SIL4，不同等級安全儀表回路在設計、制造、安裝調試和操作維護方面技術要求不同）。

安全儀表系統作為化工安全保護層中的一層，若要正常發揮作用，必須有很高的可靠性（即功能安全）和規范的維護管理。如果安全儀表系統失效，往往會導致嚴重的安全事故。近年來，發達國家發生的重大化工（危險化學品）事故，大都與安全儀表失效或設置不當有關。

李玉明以2005年12月11日，英國邦斯菲爾德發生的油庫爆炸火災事故為例，介紹了安全儀表失靈導致的嚴重后果。邦斯菲爾德油庫爆炸火災事故，是歐洲迄今為止發生的最大的爆炸火災事故，共燒毀大型儲油罐20余座，43人受傷，無人員死亡，直接經濟損失2.5億英鎊。事故原因是儲罐裝滿時，自動測量系統的（ATG）報警系統沒有啟動，儲罐獨立的高高液位開關也未能自動開啟切斷儲罐的進油閥門，致使油料從灌頂溢出泄漏，油料揮發形成蒸氣云，遇明火發生爆炸、起火。

平衡安全與效益

2015年7月，國家安全監管總局在江蘇開展了一次督導督查活動，中國石油撫順石化公司的高級工程師高峰作為隨行專家，參與了這次活動，活動中還對企業應用安全儀表系統的情況進行了抽查。

結果如何？高峰給出了三組數據：某企業催化裝置的安全儀表系統評估為適度保護49%，過保護43%，欠保護8%;某企業加氫改質裝置的安全儀表系統評估為適度保護48%，過保護52%，欠保護0%;最好的是某企業重催裝置的安全儀表系統評估，適度保護80.6%，過保護6.5%，欠保護12.9%。

過保護容易造成裝置非計劃停車，即誤動，給企業帶來不必要的損失，而欠保護則是安全儀表系統當動不動，即拒動，容易引發事故，這兩者都是企業不愿見到的。

還有的企業反映，在安全儀表系統的實際應用中發現，有些局部裝置的聯鎖動作，會引起整個系統的波動或者更嚴重的后果。如何解決這種問題？專家們建議，可以對全裝置或整個系統定期進行HAZOP分析，定期對保護層的安全功能進行評估，重新分配安全儀表系統的安全功能，以減少類似情況的發生。

李玉明在發言中指出，若要減少安全儀表系統應用中過保護、欠保護的問題，需要從源頭入手，在設計階段進行充分的風險分析，如HAZOP（危險與可操作性）分析、LOPA（保護層）分析，找出可能導致危險事件的原因和后果，結合企業的風險降低要求，設計風險降低措施。

作為擁有多年安全儀表系統設計經驗的中國成達工程有限公司（原化八院）自控室主任曾裕玲，在發言中說道，目前，我國已經擁有了部分安全儀表系統的相關標準，如GB/T20438-2006《電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全》、GB/T21109-2007《過程工業領域安全儀表系統的功能安全》等，這兩部國標是等同翻譯的國外兩部重要的安全儀表系統標準。目前，我國安全儀表系統設計面臨的問題之一是基礎數據的建立，如設備和儀表失效概率數據庫的建立?！拔覀兡壳霸O計，還得參考國外的相關數據庫?！?/p>

此外，安全儀表系統安裝后，定期進行檢驗測試是保障其功能可靠性的重要手段?！坝械陌踩珒x表安裝了十年后，都沒有檢測過，甚至從裝置安裝好后，就沒有檢測校驗過安全儀表系統的功能安全?！崩钣衩黝H為無奈地說道，“這如何能保證安全儀表系統可靠地執行所有的安全儀表功能呢？”

國家安全監管總局總工程師王浩水出席了本次研討會，在聽完各位代表的發言后，他總結說，目前，我國安全儀表系統及其相關安全保護措施在設計、安裝、操作和維護管理等生命周期各階段，還存在危險與風險分析不足、設計選型不當、冗余容錯結構不合理、缺乏明確的檢驗測試周期、預防性維護策略針對性不強等問題，規范安全儀表系統管理工作亟待加強。“尤其是隨著我國化工裝置、危險化學品儲存設施規模大型化、生產過程自動化水平逐步提高，同步加強和規范安全儀表系統管理，就顯得十分緊迫和必要。”

王浩水首先提出，要加快安全儀表系統功能安全相關技術和管理人才的培養?！白铌P鍵的是要重視人才的培養，我國安全儀表系統方面的人才還比較缺乏，有的企業請設計院進行工藝安全設計時，甚至提不出明確的安全風險等級控制要求?！?/p>

因此，王浩水要求涉及“兩重點一重大”（即重點監管危險化學品、重點監管危險化工工藝和危險化學品重大危險源）在役生產裝置的化工企業和危險化學品儲存單位，要盡快培養一批具備專業技術能力、掌握相關標準規范的工程技術人員，滿足開展和加強化工安全儀表系統功能安全管理工作的需要。

其次，國家安全監管總局提出要盡快做好安全儀表系統的設計、制造、安裝調試、維護保養、人才認證等方面的國外標準等同轉化工作，推動形成并完善符合我國國情的功能安全技術標準體系和認證體制機制。

在國家安全監管總局《關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》中規定：

從2016年1月1日起，大型和外商獨資合資等具備條件的化工企業，新建涉及“兩重點一重大”的化工裝置和危險化學品儲存設施，要按照標準設計符合要求的安全儀表系統。

從2018年1月1日起，所有新建涉及“兩重點一重大”的化工裝置和危險化學品儲存設施，要設計符合要求的安全儀表系統。

其他新建化工裝置、危險化學品儲存設施安全儀表系統，從2020年1月1日起，應執行功能安全相關標準要求，設計符合要求的安全儀表系統。

為促進這一時間表計劃變為現實，在該研討會上，中國化學品安全協會還聘請了74名安全儀表系統專家，作為技術力量，協助政府推動這一工作。

編輯 ? 鄭 君