史建鋒

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏石嘴山753202）

國家安監(jiān)總管三〔2014〕116 號(hào)《關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見》提出，從2018年1月1日起，所有新建涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工裝置和危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施要設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。其他新建化工裝置、危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施安全儀表系統(tǒng)，從2020 年1 月1 日起，應(yīng)執(zhí)行功能安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。

涉及“兩重點(diǎn)一重大”在役生產(chǎn)裝置或設(shè)施的化工企業(yè)和危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存單位，要在全面開展過程危險(xiǎn)分析（如危險(xiǎn)與可操作性分析）基礎(chǔ)上，通過風(fēng)險(xiǎn)分析確定安全儀表功能及其風(fēng)險(xiǎn)降低要求，并盡快評(píng)估現(xiàn)有安全儀表功能是否滿足風(fēng)險(xiǎn)降低要求。

企業(yè)應(yīng)在評(píng)估基礎(chǔ)上，制定安全儀表系統(tǒng)管理方案和定期檢驗(yàn)測(cè)試計(jì)劃。對(duì)于不滿足要求的安全儀表功能，要制定相關(guān)維護(hù)方案和整改計(jì)劃，于2019 年底前完成安全儀表系統(tǒng)評(píng)估和完善工作。其他化工裝置、危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施，要參照本意見要求實(shí)施[1-3]。

1 SIL 等級(jí)劃分及其評(píng)估、驗(yàn)證必要性

1.1 安全完整性等級(jí)（SIL）劃分

1.2 評(píng)估、驗(yàn)證必要性

涉及兩重點(diǎn)一重大的危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)工藝、設(shè)備，在生產(chǎn)過程中，溫度、壓力、物位等工藝指標(biāo)出現(xiàn)意外波動(dòng)或緊急情況需要采取某些動(dòng)作或停車時(shí)，沒有安全儀表系統(tǒng)（SIS）精確監(jiān)測(cè)，并及時(shí)、準(zhǔn)確地做出響應(yīng)，使裝置停在一定的安全水平上，很難確保裝置和人員的安全。帶來各種故障安全風(fēng)險(xiǎn)，造成人力、財(cái)力、物力及時(shí)間、效益的損失。缺少安全儀表系統(tǒng)（SIS）靜態(tài)的不需要人工干預(yù)的安全控制系統(tǒng)設(shè)置，很難避免操作安全缺失所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

為確保生產(chǎn)過程達(dá)到本質(zhì)安全，必須對(duì)安全儀表系統(tǒng)（SIS）完整性等級(jí)（SIL）評(píng)估驗(yàn)證，分析危險(xiǎn)工藝風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)概率，安全儀表系統(tǒng)（SIS）響應(yīng)失效概率，對(duì)工藝裝置配置安全儀表系統(tǒng)（SIS）開展保護(hù)層（LOPA）及安全完整性等級(jí)（SIL）分析，評(píng)估現(xiàn)有安全儀表功能是否滿足風(fēng)險(xiǎn)降低要求，杜絕事故的發(fā)生，安全完整性等級(jí)劃分見表1。

表1 安全完整性等級(jí)劃分

2 評(píng)估、驗(yàn)證內(nèi)容及方式

（1）安全儀表功能辨識(shí)根據(jù)所提供的技術(shù)資料（PID，聯(lián)鎖因果圖或邏輯圖等），通過危險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)分析，明確設(shè)計(jì)意圖，完成安全儀表功能辨識(shí)。

（2）目標(biāo)安全完整性等級(jí)（SIL）確定參考風(fēng)險(xiǎn)矩陣或可接受風(fēng)險(xiǎn)水平，利用保護(hù)層分析（LOPA）法，確定安全儀表功能的安全完整性等級(jí)（SIL）。

（3）安全可靠性計(jì)算根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安全儀表功能回路組成和所用儀表情況，建立回路的可靠性模型（故障樹模型），選用合適的失效數(shù)據(jù)計(jì)算安全儀表功能要求時(shí)的失效概率PFD。

（4）檢驗(yàn)測(cè)試周期計(jì)算符合目標(biāo)SIL 要求的檢驗(yàn)測(cè)試周期，為科學(xué)制定維護(hù)策略提供幫助。

（5）相關(guān)建議措施根據(jù)可靠性計(jì)算結(jié)果以及檢驗(yàn)測(cè)試要求，綜合分析評(píng)估，提出相關(guān)建議措施。

3 安全完整性（SIL）定級(jí)與驗(yàn)證要求

3.1 安全完整性（SIL）定級(jí)要求

在SIL 定級(jí)前首先應(yīng)編制企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合企業(yè)的實(shí)際要求，并綜合考慮國家安監(jiān)總局40 號(hào)令的要求。

SIL 定級(jí)采用保護(hù)層分析方法（LOPA），需要定級(jí)的SIF 回路根據(jù)HAZOP 識(shí)別出來的嚴(yán)重后果場(chǎng)景，結(jié)合工藝包內(nèi)SIL 等級(jí)要求分析識(shí)別。為保證分析過程的完整性、一致性，同一裝置的HAZOP 及SIL 定級(jí)工作，應(yīng)遵循IEC61508/IEC61511 標(biāo)準(zhǔn)要求的風(fēng)險(xiǎn)矩陣，且賣方應(yīng)派同一組人員執(zhí)行。

通過對(duì)裝置進(jìn)行SIL 等級(jí)評(píng)估工作，確定需要進(jìn)入SIS 系統(tǒng)SIF 回路數(shù)量以及其SIL 等級(jí)的實(shí)際需求，滿足安全儀表系統(tǒng)配置的同時(shí)，避免設(shè)計(jì)過度保護(hù)配置和保護(hù)不足。

具體的SIL 定級(jí)回路數(shù)量需根據(jù)HAZOP 評(píng)估結(jié)果確定，賣方需在投標(biāo)時(shí)提供單回路評(píng)估單價(jià)以供參考。

LOPA 分析選用的數(shù)據(jù)庫應(yīng)為國際上權(quán)威的數(shù)據(jù)庫，必須持有擁有核發(fā)使用權(quán)的安全等級(jí)評(píng)估軟件和失效數(shù)據(jù)庫，并出示相關(guān)證明材料。

對(duì)于特殊類回路，例如緊急停車按鈕、成套報(bào)設(shè)備以及FGS 系統(tǒng)等，應(yīng)提出相關(guān)的技術(shù)要求。

SIL 定級(jí)時(shí)要結(jié)合專利商的要求，同時(shí)對(duì)聯(lián)鎖回路動(dòng)作后的影響進(jìn)行分析。

在SIL 定級(jí)的過程中，依據(jù)IEC61508 以及IEC61511 的要求，對(duì)SIF 回路提出SRS 功能安全規(guī)格書的要求。

3.2 安全完整性（SIL）驗(yàn)證要求

對(duì)當(dāng)前所配置的SIF 回路實(shí)施SIL 等級(jí)驗(yàn)證，確認(rèn)其安全完整性等級(jí)（SIL）是否符合裝置安全生產(chǎn)保障要求。分析所配置的SIF 回路的誤停車性能指標(biāo)、分析初始事件概率，以確認(rèn)其配置的冗余結(jié)構(gòu)的合理性。通過SIS 系統(tǒng)SIL 評(píng)估，提出合理化整改建議以及可實(shí)施相關(guān)的完善方案，從而實(shí)現(xiàn)降低聯(lián)鎖的過度配置或配置不足情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)鎖回路的100%投用，保障裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)的目的。SIL驗(yàn)證符合安全儀表功能安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20438、GB/T 21109 的要求[4，5]。