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安全仪表系统在石油炼化系统中的应用

  
评论: 更新日期:2012年12月06日

  SIL的划分与HAZOP(危险与可操作性分析)的研究结果有着密切的联系,HAZOP的研究结果为SIS的设置提供坚实的基础。SIL评级前应先进行HAZOP研究,它是以系统工程为基础的一种可用于定性分析或定量评价系统化的危险性评价方法,用于解决危险识别与安全操作两方面的问题,探明生产装置和工艺过程中的危险及其原因,寻求必要对策。通过从工艺流程、状态及参数、操作顺序、安全措施等方面着手,分析生产运行过程中工艺状态参数的变动,操作控制中可能出现的偏差,以及这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果,找出出现变动和偏差的原因,明确装置或系统内及生产过程中存在的主要危险、危害因素,找出装置在工艺设计、设备运行、操作以及安全措施等方面存在的不足,并针对变动与偏差的后果提出应采取的措施,为装置的安全运行与安全隐患整改提供指导。HAZOP研究对装置所有的报警和联锁都进行相应的SIL评级。经过SIL评级后,可以确定哪些报警需要提高等级到安全联锁,哪些安全联锁有可能降低等级到报警,哪些报警有可能被取消。

  SIL的确定是比较复杂的,需要由一支多方面的、专业的、熟练的技术队伍对装置的各种危险性及关键风险等进行分析计算,最后才能确定系统应采用的SIL。

  3系统的设计

  3.1检测与执行元件设计安全仪表系统检测、执行元件作为整个安全仪表系统的主要组成部分。①为减少检测元件自身的故障率,安全仪表系统的检测元件应选用高性能高质量的产品,特别是智能产品、安全水平认证产品。近来世界著名的自动化公司都推出了具有安全水平认证的变送器产品,相关产品达到了IEC61508SIL1~4安全等级并获得TUV认证。使得部分检测元件产品的安全等级(可靠性)有了明确的认定。②在执行元件的设置上,SIL2以上等级的安全仪表系统宜采用独立或冗余配置的执行元件。在独立单台执行元件和冗余元件两种方法都有效时,采用高可靠度执行元件通常比执行元件冗余更好,执行元件应优先选用符合IEC61508安全度等级并取得相关认证的产品(如电磁阀、智能阀门定位器等)。执行元件采用冗余配置一般有下列两种方式:采用冗余的阀门,每套阀门配套冗余的电磁阀。对于切断回路执行设备应为串联安装的2台切断阀;对于放空回路执行设备应为并联安装的2台放空阀。执行元件的冗余设置提高了系统的可靠性和可用性。

  3.2系统的逻辑设计与PLC逻辑设计安全仪表系统的逻辑运算是系统的“灵魂和精髓”,一套好的安全仪表系统除了可靠合理的硬件配置外,逻辑设计对系统性能至关重要。

  合理使用冗余检测元件的运算逻辑,如检测元件三重冗余配置的“3取2”、检测元件二重冗余配置的“2取1”或“2取2”等逻辑形式,以满足所要求的可靠性和可用性。应采用触发器逻辑电路完成安全保护动作的触发、复位等,减少或避免使用自锁逻辑电路实现安全保护动作。

  4系统发展趋势

  安全仪表系统的实现经历了从气动系统,继电器系统,固态继电器系统到PLC系统几个发展阶段。从新推出的安全系统可以看出,安全仪表系统将力求具备更高的过程可用性及更低的维护成本,作为一个系统,本身也存在出现故障的可能性,但是未来的安全仪表系统将借助自身的故障诊断系统在线监视设备及过程状态,并同时能够向操作人员发出包括可能或适当应对措施在内的警报,从而提高系统的可用率。

  5总结

  安全仪表系统作为现代过程工业降低风险和保障安全的有效方法正得到越来越多的重视。在石油炼化生产中,尤其是伴随着新型安全系表系统的应用,这些系统将为工业的安全生产提供更为安全的保障。

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