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安全仪表系统标准解读

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导读

GB/T-《石油化工安全仪表系统设计规范》由中国石化股份有限公司工程建设部组织编写，中国石化工程建设有限公司主编，中国寰球工程公司、中石化宁波工程有限公司、北京康吉森自动化设备技术有限责任公司、中石化-霍尼韦尔（天津）有限公司等参编单位共同编制完成。该规范共分15章。主要内容包括总则、术语和缩略语、安全生命周期、安全完整性等级、设计基本原则、测量仪表、最终元件、逻辑控制器、通信接口、人机接口、应用软件、工程设计、组态、集成与调试、验收测试、操作维护、变更管理、文档管理等。

主要术语

安全仪表系统SIS

实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。安全仪表系统包括测量仪表、逻辑控制器、最终元件、关联软件及部件等。

安全生命周期SLC

从工程方案设计开始到所有安全仪表功能停止使用的全部时间。对于石油化工工厂和装置安全生命周期通常为15~20a。

安全仪表功能SIF

为了防止、减少危险事件发生或保持过程安全状态，用一个或多个测量仪表、逻辑控制器、最终元件及相关软件等实现的安全保护功能或安全控制功能。

安全完整性等级SIL

安全完整性等级由低到高为SIL1~SIL4。对于石油化工工厂或装置，安全完整性等级为SIL1~SIL3。

基本过程控制系统BPCS

响应过程测量以及其他相关设备、其他仪表、控制系统或操作员的输入信号，按过程控制规律、算法等产生输出信号，实现过程控制、操作，保证平稳运行。基本过程控制系统不应执行SIL1~SIL3安全仪表功能。

安全生命周期

规范第3章主要阐述石油化工工厂或装置安全生命周期的理念、安全生命周期各阶段活动的具体要求。

规范第3章对石油化工工厂或装置安全生命周期各阶段活动内容，特别是大型石油化工工厂工程方案设计是指在工程前期开展的设计工作，包括可行性研究、工艺包设计等。工程方案设计应根据工艺技术的特点和生产运行经验，对工艺过程中可能发生的危险和风险进行初步分析，提出采取的主要安全措施和保护系统。

过程危险是因异常事件引起过程条件变化产生的危险，包括工艺生产过程、基本过程控制系统和相关人员因素等引发的特定危险事件。风险评估是分析特定危险事件可能发生的频率和后果的严重程度，确定工程的可承受风险。过程危险分析和风险评估宜采用危险和可操作性研究方法或预危险分析方法，也可采用安全检查表、故障模式和影响分析、因果分析方法等。过程危险分析和风险评估的内容及方法不属于该规范的内容。

安全功能是针对特定的危险事件，为达到或保持过程的安全状态，由安全仪表系统、其他安全相关系统或外部风险降低设施实现的功能。一个安全功能应能防止一个特定的危险事件。安全功能可采用安全仪表系统和其他的保护层来实现。在石油化工工厂或装置中通常采用多个保护层，当某一个保护层失效时不会导致或产生严重后果。分配安全功能是给相关的各保护层进行安全功能分配，不只包括安全仪表系统。

操作维护应遵循作业程序，操作维护过程应符合安全仪表系统技术要求的功能安全。安全仪表系统的硬件和应用软件的修改或变更应符合变更修改程序，应保留变更记录，并应按审批程序获得授权批准，不应改变设计的安全完整性等级。

操作维护人员应定期培训，培训内容包括安全仪表系统的功能、可预防的过程危险、测量仪表和最终元件、安全仪表系统的逻辑动作、安全仪表系统及过程变量的报警、安全仪表系统动作后的处理等。功能测试间隔应按工艺生产过程运行周期和安全仪表系统的技术要求确定，并按测试程序进行功能测试。

安全仪表系统的停用应进行审查并得到批准。安全仪表系统更新应制订更新程序，更新后的安全仪表系统应实现规定的安全仪表功能。

规范第3章条文说明中还对石油化工工厂和装置的典型多保护层的结构进行了描述。

在工程设计中，应保证保护层的独立性、功能性、完整性、可靠性、安全性、可用性。

“过程”设计应是本质安全设计，通过工艺技术、工艺流程、设备选型、控制策略、操作规程等，消除或降低风险，避免危险事件发生。

“基本过程控制系统”将石油化工过程参数控制在正常的操作设定值，确保生产过程稳定运行。“报警及操作员干预和安全仪表系统”降低危险事件发生的频率，保持或达到生产过程的安全状态。

“减灾及缓解设施和物理防护”减轻和抑制危险事件的后果，如火灾和气体检测系统（FGS）、安全阀、爆破膜、抗爆墙、防护围堰等。

“应急响应”包括全厂和社区层，紧急广播、火灾消防、人员紧急撤离、医疗救助、工厂周边社区人员撤离、社会救助等。

安全完整性等级

安全完整性等级分为SIL1，SIL2，SIL3，SIL4。安全完整性等级越高，安全仪表系统实现安全仪表功能的能力越强。石油化工工厂或装置的安全完整性等级最高为SIL3级。

在低要求操作模式时，安全仪表功能的安全完整性等级应采用平均失效概率衡量。

低要求操作模式是指安全仪表功能被执行次数不大于每年1次。通常石油化工工厂和装置的安全仪表系统工作于低要求操作模式。

在高要求操作模式时，安全仪表功能的安全完整性等级应采用每小时危险失效概率衡量。

高要求操作模式是指安全仪表功能的动作频率大于每年1次。对于带有连续操作或动作频繁的安全仪表功能，属于高要求操作模式。

该章还介绍了安全完整性等级评估的内容及方法。

安全完整性等级评估审查会应对工艺管道及仪表流程图和安全联锁因果表等主要设计文件进行分析研究，结合过程危险分析和保护层功能分配的结果，评估、确定各安全仪表功能的安全完整性等级。审查结果应作为安全仪表系统的工程设计依据。

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