安全儀表系統(tǒng)更要有效

鄭君

化工安全儀表系統(tǒng)是什么？安全儀表功能和安全完整性等級又指什么？說起這些概念，可能許多從事化工行業(yè)安全管理的人員并不十分清楚。然而安全儀表系統(tǒng)在安全生產(chǎn)中卻發(fā)揮著重要作用。

到底有哪些重要作用呢？為全面介紹化工安全儀表系統(tǒng)，中國化學(xué)品安全協(xié)會在2015年7月30日，組織業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者以及企業(yè)的安全管理人員，召開了化工安全儀表系統(tǒng)管理研討會，共同探討如何推進(jìn)化工安全儀表系統(tǒng)在我國的應(yīng)用。

安全儀表系統(tǒng)

危險(xiǎn)情況由靜變動

化工安全儀表系統(tǒng)（Safety Instrumented System，簡稱SIS）包括安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)和有毒有害、可燃?xì)怏w及火災(zāi)檢測保護(hù)系統(tǒng)等。

安全儀表系統(tǒng)獨(dú)立于過程控制系統(tǒng)（例如分散控制系統(tǒng)等），生產(chǎn)正常時(shí)處于休眠或靜止?fàn)顟B(tài)，一旦生產(chǎn)裝置或設(shè)施出現(xiàn)可能導(dǎo)致安全事故的情況時(shí)，能夠瞬間準(zhǔn)確動作，使生產(chǎn)過程安全停止運(yùn)行或自動導(dǎo)入預(yù)定的安全狀態(tài)。

這是國家安全監(jiān)管總局于2014年11月發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見》（安監(jiān)總廳管三〔2014〕116號）中，對化工安全儀表系統(tǒng)的定義。

參與起草該文件的中國石化安全工程研究院化學(xué)品安全控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、高級工程師李玉明介紹說，化工安全儀表系統(tǒng)的作用是降低風(fēng)險(xiǎn)，主要通過降低后果發(fā)生的概率來實(shí)現(xiàn)。其特點(diǎn)為正常狀況下是靜態(tài)的、被動的，危險(xiǎn)情況出現(xiàn)時(shí)由靜變動，正確完成預(yù)定功能。

因此，安全儀表系統(tǒng)要求有正確的安全功能（即安全儀表功能SIF）和良好的可靠性（安全完整性等級SIL，SIL等級由低到高分4級，最高等級為SIL4，不同等級安全儀表回路在設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試和操作維護(hù)方面技術(shù)要求不同）。

安全儀表系統(tǒng)作為化工安全保護(hù)層中的一層，若要正常發(fā)揮作用，必須有很高的可靠性（即功能安全）和規(guī)范的維護(hù)管理。如果安全儀表系統(tǒng)失效，往往會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。近年來，發(fā)達(dá)國家發(fā)生的重大化工（危險(xiǎn)化學(xué)品）事故，大都與安全儀表失效或設(shè)置不當(dāng)有關(guān)。

李玉明以2005年12月11日，英國邦斯菲爾德發(fā)生的油庫爆炸火災(zāi)事故為例，介紹了安全儀表失靈導(dǎo)致的嚴(yán)重后果。邦斯菲爾德油庫爆炸火災(zāi)事故，是歐洲迄今為止發(fā)生的最大的爆炸火災(zāi)事故，共燒毀大型儲油罐20余座，43人受傷，無人員死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失2.5億英鎊。事故原因是儲罐裝滿時(shí)，自動測量系統(tǒng)的（ATG）報(bào)警系統(tǒng)沒有啟動，儲罐獨(dú)立的高高液位開關(guān)也未能自動開啟切斷儲罐的進(jìn)油閥門，致使油料從灌頂溢出泄漏，油料揮發(fā)形成蒸氣云，遇明火發(fā)生爆炸、起火。

平衡安全與效益

2015年7月，國家安全監(jiān)管總局在江蘇開展了一次督導(dǎo)督查活動，中國石油撫順石化公司的高級工程師高峰作為隨行專家，參與了這次活動，活動中還對企業(yè)應(yīng)用安全儀表系統(tǒng)的情況進(jìn)行了抽查。

結(jié)果如何？高峰給出了三組數(shù)據(jù)：某企業(yè)催化裝置的安全儀表系統(tǒng)評估為適度保護(hù)49%，過保護(hù)43%，欠保護(hù)8%;某企業(yè)加氫改質(zhì)裝置的安全儀表系統(tǒng)評估為適度保護(hù)48%，過保護(hù)52%，欠保護(hù)0%;最好的是某企業(yè)重催裝置的安全儀表系統(tǒng)評估，適度保護(hù)80.6%，過保護(hù)6.5%，欠保護(hù)12.9%。

過保護(hù)容易造成裝置非計(jì)劃停車，即誤動，給企業(yè)帶來不必要的損失，而欠保護(hù)則是安全儀表系統(tǒng)當(dāng)動不動，即拒動，容易引發(fā)事故，這兩者都是企業(yè)不愿見到的。

還有的企業(yè)反映，在安全儀表系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，有些局部裝置的聯(lián)鎖動作，會引起整個(gè)系統(tǒng)的波動或者更嚴(yán)重的后果。如何解決這種問題？專家們建議，可以對全裝置或整個(gè)系統(tǒng)定期進(jìn)行HAZOP分析，定期對保護(hù)層的安全功能進(jìn)行評估，重新分配安全儀表系統(tǒng)的安全功能，以減少類似情況的發(fā)生。

李玉明在發(fā)言中指出，若要減少安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用中過保護(hù)、欠保護(hù)的問題，需要從源頭入手，在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行充分的風(fēng)險(xiǎn)分析，如HAZOP（危險(xiǎn)與可操作性）分析、LOPA（保護(hù)層）分析，找出可能導(dǎo)致危險(xiǎn)事件的原因和后果，結(jié)合企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)降低要求，設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)降低措施。

作為擁有多年安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的中國成達(dá)工程有限公司（原化八院）自控室主任曾裕玲，在發(fā)言中說道，目前，我國已經(jīng)擁有了部分安全儀表系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T20438-2006《電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全》、GB/T21109-2007《過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全》等，這兩部國標(biāo)是等同翻譯的國外兩部重要的安全儀表系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨的問題之一是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立，如設(shè)備和儀表失效概率數(shù)據(jù)庫的建立?！拔覀兡壳霸O(shè)計(jì)，還得參考國外的相關(guān)數(shù)據(jù)庫?！?/p>

此外，安全儀表系統(tǒng)安裝后，定期進(jìn)行檢驗(yàn)測試是保障其功能可靠性的重要手段?！坝械陌踩珒x表安裝了十年后，都沒有檢測過，甚至從裝置安裝好后，就沒有檢測校驗(yàn)過安全儀表系統(tǒng)的功能安全?！崩钣衩黝H為無奈地說道，“這如何能保證安全儀表系統(tǒng)可靠地執(zhí)行所有的安全儀表功能呢？”

國家安全監(jiān)管總局總工程師王浩水出席了本次研討會，在聽完各位代表的發(fā)言后，他總結(jié)說，目前，我國安全儀表系統(tǒng)及其相關(guān)安全保護(hù)措施在設(shè)計(jì)、安裝、操作和維護(hù)管理等生命周期各階段，還存在危險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)分析不足、設(shè)計(jì)選型不當(dāng)、冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)不合理、缺乏明確的檢驗(yàn)測試周期、預(yù)防性維護(hù)策略針對性不強(qiáng)等問題，規(guī)范安全儀表系統(tǒng)管理工作亟待加強(qiáng)?！坝绕涫请S著我國化工裝置、危險(xiǎn)化學(xué)品儲存設(shè)施規(guī)模大型化、生產(chǎn)過程自動化水平逐步提高，同步加強(qiáng)和規(guī)范安全儀表系統(tǒng)管理，就顯得十分緊迫和必要?！?/p>

王浩水首先提出，要加快安全儀表系統(tǒng)功能安全相關(guān)技術(shù)和管理人才的培養(yǎng)?！白铌P(guān)鍵的是要重視人才的培養(yǎng)，我國安全儀表系統(tǒng)方面的人才還比較缺乏，有的企業(yè)請?jiān)O(shè)計(jì)院進(jìn)行工藝安全設(shè)計(jì)時(shí)，甚至提不出明確的安全風(fēng)險(xiǎn)等級控制要求。”

因此，王浩水要求涉及“兩重點(diǎn)一重大”（即重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化學(xué)品、重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝和危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源）在役生產(chǎn)裝置的化工企業(yè)和危險(xiǎn)化學(xué)品儲存單位，要盡快培養(yǎng)一批具備專業(yè)技術(shù)能力、掌握相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的工程技術(shù)人員，滿足開展和加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)功能安全管理工作的需要。

其次，國家安全監(jiān)管總局提出要盡快做好安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)、人才認(rèn)證等方面的國外標(biāo)準(zhǔn)等同轉(zhuǎn)化工作，推動形成并完善符合我國國情的功能安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和認(rèn)證體制機(jī)制。

在國家安全監(jiān)管總局《關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見》中規(guī)定：

從2016年1月1日起，大型和外商獨(dú)資合資等具備條件的化工企業(yè)，新建涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工裝置和危險(xiǎn)化學(xué)品儲存設(shè)施，要按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。

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)。

為促進(jìn)這一時(shí)間表計(jì)劃變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，在該研討會上，中國化學(xué)品安全協(xié)會還聘請了74名安全儀表系統(tǒng)專家，作為技術(shù)力量，協(xié)助政府推動這一工作。

編輯 ? 鄭 君