基于SIL定級技術在液氨罐區(qū)的應用研究

楊佳

山東省勝興安全技術服務有限公司，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、反應復雜和周期較長等特點，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行評估，利用合理的保護層減少事故發(fā)生的可能性，這對于企業(yè)安全運行與發(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定級案例進行分析期間，需要明確的是，風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險與危險等級出現(xiàn)的可能性相互結合的方式[1]。一般每個企業(yè)都會結合IEC61511的建議和企業(yè)本身的發(fā)展情況來確定后果的嚴重性和發(fā)生的可能性，并以此來建立符合自身的風險矩陣。結合該矩陣可以判斷出在可接受范圍內的風險類型，隨后采取相關措施將風險控制在可控制的范圍內。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層的設計等。而SIL定級的主要含義在于，當上述這些基本控制或者是人員干涉也難以滿足保護層實際需求時，這時就需要確定SIS中的SIF回路其相對應的等級，以便當保護層不夠的風險發(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險被稱為工藝風險，結合相關法律法規(guī)內容，其所明確的可接受風險的目標被稱為可接受風險[2]。而如果此時的工藝風險高于可接受風險，那么整個系統(tǒng)就需要結合部分風險的判定等保護層形式來將工藝風險降低到可接受風險范圍內。并且雖然不同的保護層能夠應對各種風險類型，但是對于整個系統(tǒng)來講依舊存在一定的剩余風險，而此時的剩余風險要遠遠小于可接受風險，可以將其認定為安全的狀態(tài)。

2.2 SIL定級流程

現(xiàn)階段確定SIL等級一般都需要結合保護層分析的方法來進行，簡稱LOPA。該方法也屬于一種半定量的分析評估技術，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，需要根據該方法的實際流程來做好SIL定級，保障企業(yè)的風險全面降低。

表1 SIL等級劃分

首先，需要確定所需要的風險矩陣，將可接受的標準篩選出來；其次，結合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，結合不同的數(shù)據來得到初始原因的發(fā)生頻率。

結合工廠多層保護模型制定防護措施，或者是減少危險后果的減災措施。對每一個觸發(fā)原因所導致的后果嚴重性進行評估后可以得到可接受風險。如果此時的工藝風險依舊大于可接受風險，這時則需要計算出SIF回路中的SIL等級進行覆蓋，對回路的失效概率進行評估，保障所有的保護層在特定的場景下可以將其風險降低到可接受水平上。在對SIL等級進行確定之后，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層來減少風險的發(fā)生，使其達到目標風險。如果所新增的保護層依舊達不到目標風險，則必須使用相對應的SIL等級中的SIF回路對潛在的風險加以覆蓋，在這樣循環(huán)的基礎上進入下一個風險場景之后再進行分析。

3 液氨儲罐定級案例分析

液氨不僅是第一批重點監(jiān)控的危險化學品之一，更是現(xiàn)代工業(yè)必不可少的應用產品，如果控制不當，很容易造成極大的風險。在液氨灌區(qū)內，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

在生產需要的液氨運輸時，需要由槽車進行運輸，將原料卸放到儲罐內，隨后在使用時需要經過輸送泵將其運送到車間的和使用點。在儲罐的區(qū)域內設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行泄壓處理。隨后對其進行HAZOP分析，具體分析內容如表2所示。

表2 HAZOP分析結果探討

上述分析表明后果的嚴重性，需要使XV1101的保護層能夠在DCS中滿足可接受的風險標準。

3.2 SIL定級

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

表3 SIL定級結果

4 結語

綜上所述，論文基于SIL定級的方法分析每個危險和產生危險的原因，再結合實際的觸發(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、有效且準確地對回路進行定級。