石化工业安全仪表系统安全生命周期附其功能完整性保障.docVIP

（北京） CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 《设备管理与可靠性》结课论文 题目 小组成员： 完成日期 20找出存在的问题和需要进一步研究探索的地方1基于ISA S84. 01的安全仪表系统的生命周期模型 安全仪表系统的建立是为了保证人员、设备的安全或避免工厂周边环境的污染。然而其只能降低风险发生的概率, 或者减轻风险发生后果的严重性,并不能完全抑制风险的发生。为降低生产过程中风险发生的概率, 应保证工艺设计的固有安全性, 即在工艺设计中尽可能地采用低压、低容量的设计方案。 3.安全仪表系统SIL等级评估过程 典型事故案例分析表明，绝大多数事故的发生都与安全仪表系统的设置有关。尽管大多数石化装置均安装了安全仪表系统，但由于安全仪表系统设置的针对性、合理性、有效性等方面的问题造成当灾难性事故发生时安全仪表系统却失去了作用。在石化装置开展安全仪表系统SIL评估，合理、有效地设置安全仪表系统，实现安全仪表系统SI等级，保障石化装置安全，已经成为目前迫切需要解决的问题。本文以PTA装置氧化反应器为例，介绍安全仪表系统SIL等级评估的过程。 当美国A NS I／I SA决定放弃A NS I / I SA-84.01-1996，转而采纳IEC61511时，引入了OSHA1910.119的“宗亲条款（Grandfather Clause）”，使之成为A NSI / I SA- 8 4 . 01-2 0 0 4，见A NSI /ISA-84.01-2004-1，条款1.0y。宗亲条款解决了功能安全标准从ANSI / ISA-84.01-1996向ANSI/ISA-84.01-2004过渡遇到的问题，即对于已经存在的SIS，如何满足或遵循新的标准？宗亲条款的中心含义是对于按照以前的标准规范和工程实践设计、建造的、已经存在的SIS系统，业主或操作者应论证“设备是以安全的方式设计、维护、检验、测试和操作”。有两个基本的评判步骤： （1）确认进行了危险和风险分析，以定量的或定性的方式，确定SIS中的每个SIF所应具有的风险降低水平要求； （2）确认对已经存在的SIF进行了评估，确定它们满足了所需要的风险降低要求。 遵循了这一原则，整个安全仪表系统SIL等级评估过程包括： （1）搜集工艺流程资料； （2）危险分析，确定安全仪表系统的安全仪表功能； （3）风险分析，确定安全仪表系统的安全仪表功能的目标SIL等级； （4）安全仪表系统操作模式的确定； （5）安全仪表系统结构约束的确定； （6）安全仪表系统可靠性数据的确定； （7）安全仪表系统SIL等级的计算； （8）安全仪表系统SIL等级的评估。 下图给出了安全仪表系统SIL评估的过程。 工艺流程 氧化反应器TD-201反应温度为185~195℃，反应压力为0.88~1.08MPa。对二甲苯（PX）、醋酸、催化剂和消泡剂按比例控制流量进入反应器中。氧化用空气由多级离心式空气压缩机TC-201和英格索兰压缩机TC-202供给，另有一路氧气管道可以实施富氧氧化。两路气体压力控制在相同压力，由各自流量调节阀调节汇合后再分4路从TD-201底部吹入反应器。反应尾气中的氧含量要进行监控，按照其正常范围（2.5%~4.3%）调节空气流量，一旦超出指标8%，TD-201停车联锁动作，以保证反应器安全。图2为氧化反应器的简图。 反应器 TD201 醋酸 4.石油化工装置及其仪表安全系统功能安全的重要性 在现代石油化工装置中,由于工艺复杂、装备繁复,需要许多控制系统,并要求整个控制系统不允许存在任何安全薄弱环节。如果系统中过程成套仪表以及其他设备工作不正常(失效) ,就有可能造成控制系统故障,使生产过程停止,会造成火灾、爆炸等危险事件,对人员、设备和环境造成灾难性后果。为了消除危险源,并将风险最小化,需要可靠的过程工业安全技术来满足最苛刻的要求。因此,在现代石油化工工业过程领域的安全生产过程中,需要采用不同技术的仪表安全系统(如机械的、液压的、气动的、电气的、电子的和可编程的等) 来保证系统安全。所以,仪表安全系统( SIS) 本身的功能安全就成为头等重要的问题。为了评估SIS 的功能安全,必须对石油化工工业过程领域SIS 的安全完整性等级进行评估,确定其SIS 的等级。 SIS 安全生命周期要求 在SIS 整体安全生命周期中,要实现SIS 安全生命周期的每个阶段和活动(见表1 所列) 。危险和风险评估以及安全要求分配由于在石化工业过程领域里,存在着许多潜在的危险和风险,包含的复杂性也各不相同,这些危险和风险包