楊佳

山東省勝興安全技術(shù)服務(wù)有限公司，中國·山東 東營 257000

1 引言

現(xiàn)代的各種材料工業(yè)或者是醫(yī)藥化工等工業(yè)，其本身的危險性較高，如易燃易爆或者是高溫高壓、反應(yīng)復(fù)雜和周期較長等特點(diǎn)，會極大增加安全事故發(fā)生的概率。所以對一些事件發(fā)生的可能性和后果進(jìn)行評估，利用合理的保護(hù)層減少事故發(fā)生的可能性，這對于企業(yè)安全運(yùn)行與發(fā)展有著十分重要的意義和作用。

隨著中國對于安全的重視程度在不斷提升，對于化工行業(yè)的安全生產(chǎn)也提出了一系列的重要舉措，要求對企業(yè)發(fā)展中所存在的一些主要漏洞進(jìn)行完善。但是需要注意的是，不合理的定級措施很容易降低企業(yè)整體安全完整性等級，也就是SIL等級存在偏高或者偏低的問題。因此，準(zhǔn)確合理的定級方法是十分必要的。

2 SIL定級與其流程

2.1 SIL定級案例

在對SIL定級案例進(jìn)行分析期間，需要明確的是，風(fēng)險矩陣是一種定性或者是半定量的后果分級與一定水平的風(fēng)險與危險等級出現(xiàn)的可能性相互結(jié)合的方式[1]。一般每個企業(yè)都會結(jié)合IEC61511的建議和企業(yè)本身的發(fā)展情況來確定后果的嚴(yán)重性和發(fā)生的可能性，并以此來建立符合自身的風(fēng)險矩陣。結(jié)合該矩陣可以判斷出在可接受范圍內(nèi)的風(fēng)險類型，隨后采取相關(guān)措施將風(fēng)險控制在可控制的范圍內(nèi)。而這些措施主要包含對事故的基本控制、重要事故報警控制以及自動防護(hù)層的設(shè)計(jì)等。而SIL定級的主要含義在于，當(dāng)上述這些基本控制或者是人員干涉也難以滿足保護(hù)層實(shí)際需求時，這時就需要確定SIS中的SIF回路其相對應(yīng)的等級，以便當(dāng)保護(hù)層不夠的風(fēng)險發(fā)生時可以減少事故發(fā)生的概率。

在此期間需要明確的是，一般一種工藝其本身存在的風(fēng)險被稱為工藝風(fēng)險，結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)內(nèi)容，其所明確的可接受風(fēng)險的目標(biāo)被稱為可接受風(fēng)險[2]。而如果此時的工藝風(fēng)險高于可接受風(fēng)險，那么整個系統(tǒng)就需要結(jié)合部分風(fēng)險的判定等保護(hù)層形式來將工藝風(fēng)險降低到可接受風(fēng)險范圍內(nèi)。并且雖然不同的保護(hù)層能夠應(yīng)對各種風(fēng)險類型，但是對于整個系統(tǒng)來講依舊存在一定的剩余風(fēng)險，而此時的剩余風(fēng)險要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可接受風(fēng)險，可以將其認(rèn)定為安全的狀態(tài)。

2.2 SIL定級流程

現(xiàn)階段確定SIL等級一般都需要結(jié)合保護(hù)層分析的方法來進(jìn)行，簡稱LOPA。該方法也屬于一種半定量的分析評估技術(shù)，更是IEC61511中所推薦的方法。而基于SIL等級的劃分分析，如表1所示，需要根據(jù)該方法的實(shí)際流程來做好SIL定級，保障企業(yè)的風(fēng)險全面降低。

表1 SIL等級劃分

首先，需要確定所需要的風(fēng)險矩陣，將可接受的標(biāo)準(zhǔn)篩選出來；其次，結(jié)合HAZOP分析的方法來選擇危險的場景之后，利用圖表將每個辨識出的危險觸發(fā)原因列出來；最后，結(jié)合不同的數(shù)據(jù)來得到初始原因的發(fā)生頻率。

結(jié)合工廠多層保護(hù)模型制定防護(hù)措施，或者是減少危險后果的減災(zāi)措施。對每一個觸發(fā)原因所導(dǎo)致的后果嚴(yán)重性進(jìn)行評估后可以得到可接受風(fēng)險。如果此時的工藝風(fēng)險依舊大于可接受風(fēng)險，這時則需要計(jì)算出SIF回路中的SIL等級進(jìn)行覆蓋，對回路的失效概率進(jìn)行評估，保障所有的保護(hù)層在特定的場景下可以將其風(fēng)險降低到可接受水平上。在對SIL等級進(jìn)行確定之后，一般都會做一種敏感性的分析，以便于測試出是否存在可能使用簡單的保護(hù)層來減少風(fēng)險的發(fā)生，使其達(dá)到目標(biāo)風(fēng)險。如果所新增的保護(hù)層依舊達(dá)不到目標(biāo)風(fēng)險，則必須使用相對應(yīng)的SIL等級中的SIF回路對潛在的風(fēng)險加以覆蓋，在這樣循環(huán)的基礎(chǔ)上進(jìn)入下一個風(fēng)險場景之后再進(jìn)行分析。

3 液氨儲罐定級案例分析

液氨不僅是第一批重點(diǎn)監(jiān)控的危險化學(xué)品之一，更是現(xiàn)代工業(yè)必不可少的應(yīng)用產(chǎn)品，如果控制不當(dāng)，很容易造成極大的風(fēng)險。在液氨灌區(qū)內(nèi)，物料儲存量相對較大，也是工廠中潛在的危險源。論文以SIL定級的液氨灌區(qū)為例[3]。

3.1 液氨灌區(qū)工藝分析

在生產(chǎn)需要的液氨運(yùn)輸時，需要由槽車進(jìn)行運(yùn)輸，將原料卸放到儲罐內(nèi)，隨后在使用時需要經(jīng)過輸送泵將其運(yùn)送到車間的和使用點(diǎn)。在儲罐的區(qū)域內(nèi)設(shè)置著雙重的安全閥和緊急泄壓罐，如果儲罐壓力較高，則需要采取雙重措施進(jìn)行泄壓處理。隨后對其進(jìn)行HAZOP分析，具體分析內(nèi)容如表2所示。

表2 HAZOP分析結(jié)果探討

上述分析表明后果的嚴(yán)重性，需要使XV1101的保護(hù)層能夠在DCS中滿足可接受的風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 SIL定級

在做SIL定級期間，需要做出幾點(diǎn)假設(shè)，如不存在不失效的保護(hù)層、圍堰獨(dú)立保護(hù)層僅適用于消減環(huán)境風(fēng)險等。隨后具體的定級結(jié)果如表3所示。

表3 SIL定級結(jié)果

4 結(jié)語

綜上所述，論文基于SIL定級的方法分析每個危險和產(chǎn)生危險的原因，再結(jié)合實(shí)際的觸發(fā)事件概率來確定所需要SIF回路的SIL等級，該流程符合IEC61511規(guī)范的要求，能夠客觀、有效且準(zhǔn)確地對回路進(jìn)行定級。