安全儀表系統在化工領域的應用

李欣

【摘 ?要】“工藝為主線，設備管道連，電力供能源，自控全廠見。化工化設備，開車開儀表，計量出效益，控制保安全”可以概括任何一個流程工業企業各專業的特點。“開車開儀表，計量出效益，控制保安全”的觀點得到越來越多的認可。工業生產裝置，尤其是涉及“兩重點一重大”的生產裝置，從近幾年發生過的事故的角度關于“控制保安全”的文獻有很多論述，而且論述得都很充分。鑒于此，本文對安全儀表系統在化工領域的應用進行分析，以供參考。

【關鍵詞】安全儀表;化工領域;應用

中圖分類號：TH862 ? ? 文獻標識碼：A

引言

安全儀表系統在化工廠應用風險預警的及時性、安全系統自動化、事故發生率降低等重要性通過多種類型的安全儀表系統的應用、風險評估、可用性判斷、改善化工裝置的運行安全性、促進控制系統的集成開發等戰略，提高化工裝置的安全儀表系統應用效率，并為化工裝置的安全運行提供保障。

1在化工工藝裝置中安全儀表系統應用的重要性

1.1危險警報的及時性

將化工裝置的安全儀表系統連接到自動報警系統，可以幫助技術人員快速判斷特定事故因素的變化，并且如果數字在安全范圍之外徘徊，則與儀表相對應的安全報警系統會及時發出警報，向技術人員通知相關部件的檢測，而該儀表的警報也可以幫助技術人員快速判斷故障的具體位置。

1.2降低事故發生率

如果化工工廠缺乏特定的安全檢查，則化工工藝操作的特定安全風險、安裝安全儀表系統、減少工廠故障導致的化工工藝裝置操作事故、降低化工工人對化工工藝裝置的安全威脅、安全儀表裝置不僅能及時知道化工工藝裝置有故障，還能通過特定的數字危險因素，檢測、修復和改進化工工廠故障的特定位置、技術人員加以針對性的檢測、修理與完善，能夠時刻保障化工工藝裝置運作的完善性、安全性與有效性。

2在化工工藝裝置中安全儀表系統的具體應用策略

2.1DCS在化工工藝裝置中的應用

DCS系統符合建筑國家、地區和企業的建筑標準規范，同時還可以根據用戶需要調試DCS系統，并且在應用領域更加靈活。DCS系統主要控制化工廠的生產過程，DCS系統必須能夠滿足化工設備生產的各種控制要求，特定的工作過程是控制系統實時收集化工工廠運營的特定過程。DCS系統在數據計算和處理過程中，與DCS系統一起執行各種組件的協調和控制任務，執行快速系統的邏輯運算，提供具體的控制和協調指導，確保化工裝置的生產和操作始終在安全范圍內，DCS系統執行數據收集、計算和命令控制過程。

2.2可用性判斷

安全儀表系統監督和測試化工裝置的安全性，加強對裝置可用性的判斷，一方面安全儀表系統及時通知裝置的某些數字變化，檢查和維修工人根據相應的數字提示修理或更換裝置的相關部件，以確保裝置運行的長期效果，同時安全儀表系統的應用加強了對化工裝置可用性的檢查，在開發和創新安全儀表系統的同時，技術水平不斷提高，在實際應用過程中可以及時發現裝置中潛在的元件故障，并及時做出相關的故障提示，為企業生產運作收益的穩定性提供保障。

2.3推動控制系統的集成化發展

安全儀表系統在化工廠的應用，隨著科技水平的提高，人們加強了安全儀表系統的應用研究強度，試圖將安全儀表系統與特定裝置控制系統連接起來，促進了裝置控制系統的集成開發，在許多控制系統的合作下，宣布了安全儀表系統的最大優勢，大大提高了企業化工設備運行的效率，不斷提高。

2.4根據政策要求做好SIS設計工作

從國務院安委辦（2008）26號文和安監總局高密度下發的文件、通知、指導意見到應急管理部應急（2018）19號文，歷次文件、通知、指導意見及會議紀要等，明確指出了需要配備SIS的危險裝置、危險工藝或重點工藝參數等，而且這些文件、通知及指導意見等是根據我國國情循序漸進的：先實現自動控制———再配備獨立的SIS———再開展安全完整性等級評估。現役裝置只要按照這些政策要求工作，先進行自動化控制改造再設計獨立的SIS，不但可以填補歷史原因遺留的安全儀表空白，還可以積累一些安全儀表設計和應用方面的經驗。

2.5科學設計傳感器冗余

對于安全儀表系統，實際設計過程中不需要所有傳感器重疊，如果系統中一個傳感器的平均效率低下概率達到sil的特定要求，則必須選擇一個傳感器來滿足要求。如果傳感器不能滿足sil的特定要求，則可以應用冗馀傳感器;如果選擇冗馀傳感器方法，則可以徹底考慮系統的特定安全性，增加聯鎖操作數，并應用“或”邏輯結構。不僅要考慮系統安全性，還要考慮系統可用性，因此必須應用三對二邏輯結構。

2.6做好相應的融入配置

如果SIF等級的特定要求是si l 3，而實際配置邏輯是si l 3，則傳感器故障的概率為si l 2，終端執行器為si l 2，整體系統安全級別為si l 2，因此無法滿足這些要求標準。傳感器可以是冗馀的。例如，系統的安全級別可能達到si l 3。此外，通過對電磁閥或執行器進行適當的冗馀，提高執行器的安全性，使其達到si l 3，從而使整個系統在應用過程中的安全性能夠滿足人們的應用要求。需要特別注意的是，如果在系統設計過程中使用了兩個傳感器冗馀，則當兩個傳感器的性能滿足應用程序要求，并且系統運行時其中一個傳感器出現問題時，會出現兩個故障，與一個傳感器相比，兩個冗馀配置傳感器應用程序無法提高sil等級。對于執行器，功能不同的執行器對冗馀配置的要求也不同。例如，使用的執行器功能是驅動阻塞，而在串聯子等管線中的兩個執行器可以在應用過程中改善執行器的sil。如果執行器功能不互動，并且兩個執行器串聯連接到同一管線，則無法提起執行器的sil。因此，在具體的問題分析過程中，根據實際情況，通過盲目的冗馀配置升級sil是不合理的。

3分析安全儀表可靠性容錯設計

對于安全性相對較低的sil 1工藝設備鏈保護電路，可以在實際設計過程中將其放置在DCS中，從而降低成本。安全事故、環境破壞、人身損害水平相對較高的電路si l 2、si l 3被部署在安全系統中，以執行特定功能。現代市場上有很多儀器供應商，種類多樣，性能和質量各不相同，因此為了確保在特定的應用期限內儀表的可靠性，在選擇設備時必須具備以下兩個條件：①權威結構提供的sil認證證書;②長期應用程序可能由專門機構或驗證測試，要輸入供應商列表，必須提供設備型號、品牌和軟件的特定版本的詳細信息。

結束語

安全儀表系統（SIS）是危險化學品業裝置安全最重要的保護層之一，任何一個新老企業都有SIS，經歷了繼電器系統、固態電路系統和可編程電子系統3個階段。原化工部管理時期的控制率考核就包括SIS考核，筆者在2002年提出的儀表回路百分率考核專門將聯鎖回路考核單列出來重點考核，文獻[1，2]的統計與考核思路也符合安全儀表完整性考核的要求。現在的SIS大多是指可編程電子系統，安監總管三（2017）121號《化工和危險化學品生產經營單位重大生產安全事故隱患判定標準（試行）》將企業無SIS判定為存在重大事故隱患，這就要求所有化工與危險化學品生產經營單位都必須有相應的SIS

參考文獻：

[1]高建華.石油化工安全儀表系統的設計與可靠性分析[J].生物化工，2017，3（02）：57-59.

[2]周生龍.在化工工藝裝置中安全儀表系統的應用[J].化工管理，2017（11）：73.

[3]韓鋼.安全儀表系統在化工裝置中的應用分析[J].黑龍江科技信息，2017（08）：60.

[4]鄭淞宸.安全儀表系統在化工裝置中的應用研究[J].山東工業技術，2016（10）：76.

[5]姚春娟.化工工藝裝置中安全儀表系統的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2017，36（09）：92-93.

（作者單位：山東云天化國際化肥有限公司）