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企業(yè)要不要設置SIS?
發(fā)布時(shí)間:
2023-09-21 14:22
SIS是安全儀表系統(Safety Instrumented System)的簡(jiǎn)稱(chēng),由傳感器、邏輯控制器和執行器組成,用來(lái)實(shí)現一個(gè)或多個(gè)SIF的儀表系統。SIF(Safety Instrumented Function)安全儀表功能,是由安全儀表系統(SIS)實(shí)現的安全功能。
根據保護層模型(洋蔥模型)我們知道,工業(yè)化生產(chǎn)的安全保護層由內到外分為多層次保護。內層最核心的是工藝設計,而SIS位于基本過(guò)程控制系統(BPCS)外面,即當BPCS和報警響應都失效或未能控制風(fēng)險的情況下,SIS作為獨立保護層起作用。
SIS與BPCS的區別在于:BPCS執行基本過(guò)程控制功能,一般由DCS或PLC程序控制實(shí)現,可以動(dòng)態(tài)和連續的監控生產(chǎn)的各項儀表參數的運行情況,并實(shí)現對儀表參數的控制和聯(lián)鎖,以保證生產(chǎn)在工藝控制范圍內運行,確保產(chǎn)量、質(zhì)量和安全。
SIS則是靜態(tài)、觸發(fā)式的監控重大風(fēng)險點(diǎn)的參數運行狀態(tài),當BPCS失效或不滿(mǎn)足控制安全風(fēng)險的要求時(shí),根據SIF的設置,SIS動(dòng)作以防止危險的發(fā)生或減輕事故造成的后果。由此來(lái)看,SIS是當前面的工藝設計、BPCS、報警和人員響應失效或無(wú)法滿(mǎn)足控制安全要求時(shí)觸發(fā)動(dòng)作,它對化工生產(chǎn)的安全,尤其是重大風(fēng)險點(diǎn)的防控至關(guān)重要。
BPCS是生產(chǎn)控制系統,它是在生產(chǎn)范圍內進(jìn)行調節、報警和聯(lián)鎖。而SIS觸發(fā)就屬于生產(chǎn)事故,應納入事故處理范圍。
二、現有的法律法規和文件標準要求
《關(guān)于加強化工安全儀表系統管理的指導意見(jiàn)》(安監總管三【2014】116號文)中,明確對于新建項目涉及“兩重點(diǎn)一重大”的要設計符合要求的安全儀表系統。對于涉及“兩重點(diǎn)一重大”的在役生產(chǎn)裝置,要在全面開(kāi)展HAZOP分析的基礎上,通過(guò)風(fēng)險分析確定安全儀表功能及其風(fēng)險降低要求。
AQ/T 3033《化工建設項目安全設計管理導則》規定,SIL定級、SRS編制及SIL驗證應納入《建設項目安全設計管理計劃》。SIL定級應確定每個(gè)SIF及其所需要的SIL等級,應針對工藝過(guò)程特定事件,結合HAZOP分析結果確定。
AQ/T 3034《化工過(guò)程安全管理導則》規定,企業(yè)應根據工藝過(guò)程危害辨識和風(fēng)險評估結果,安全儀表系統安全完整性等級(SIL)評估結果,確定安全儀表系統的裝備。涉及重點(diǎn)監管危險化工工藝的新建項目應按照GB/T 21109和GB/T 50770等標準開(kāi)展安全儀表系統設計。國家安全生產(chǎn)監督總局第40號令要求,對涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級或者二級重大危險源,應設置獨立的安全儀表系統。
三、企業(yè)設置SIS的依據以及LOPA分析的應用
根據現有的法律法規和標準文件等要求,是不是凡是涉及“兩重點(diǎn)一重大”的生產(chǎn)項目都要設置SIS呢?答案顯然不是。實(shí)際上,根據前面的文件標準要求,重點(diǎn)監管危險化學(xué)品并不在強制要求,只有當危險化學(xué)品的儲存量達到重大危險源的標準時(shí),才會(huì )按照重大危險源來(lái)管理。另外三、四級重大危險源,涉及重點(diǎn)監管危險化工工藝,涉及一級、二級重大危險源的,在設置SIS之前,應在HAZOP分析的基礎上,對涉及的重大危險場(chǎng)景進(jìn)行定量分析,即我們所說(shuō)的LOPA分析。并在LOPA分析的同時(shí),確認已有安全措施和保護層的設置情況,才能最終確定SIS設置哪些SIF,以及這些SIF的等級。
保護層分析(LOPA)的目的是在定性危險分析的基礎上,進(jìn)一步對具體的場(chǎng)景的風(fēng)險進(jìn)行相對量化(準確到數量級)的研究,包括對場(chǎng)景的準確表述及識別已有的獨立保護層,從而判定該場(chǎng)景發(fā)生時(shí)系統所處的風(fēng)險水平是否達到可容許風(fēng)險標準的要求,并根據需要增加適當的保護層,以將風(fēng)險降低至可容許風(fēng)險標準要求的水平。
所以到底要不要設置SIS,怎么設置SIS是由LOPA分析結論確定的。當然LOPA分析必須符合前面說(shuō)的文件標準的要求。如果已有保護層的設置已經(jīng)可以將風(fēng)險降低到可容許標準內,則SIF的SIL等級也會(huì )相應降低。我們知道SIL等級分為4級,分別是SIL1-SIL4。在實(shí)踐中,我們通過(guò)LOPA分析發(fā)現,有些不屬于文件強制要求的SIF的風(fēng)險降低因子(RRF)值小于等于10,則我們會(huì )將其SIL等級定義為SIL0級,即該SIF也可以使用BPCS等級來(lái)替代。如果已有保護層設置不足,在LOPA分析建議中應根據洋蔥模型,遵循由內到外的設置原則,優(yōu)先使用主動(dòng)保護層、BPCS級保護層等。
四、目前企業(yè)SIS設置的現狀
根據安監總管三【2014】116號文《關(guān)于加強化工安全儀表系統管理的指導意見(jiàn)》要求,從2018年1月1日起,所有新建涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工裝置和危險化學(xué)品儲存設施要設計符合要求的安全儀表系統。其他新建化工裝置、危險化學(xué)品儲存設施安全儀表系統,從2020年1月1日起,應執行功能安全相關(guān)標準要求,設計符合要求的安全儀表系統。
在實(shí)踐中我們看到,不管是HAZOP分析還是LOPA分析,都是基于國家最基本的安全要求而開(kāi)展的分析并最終給出的建議。筆者想提醒的是,HAZOP和LOPA分析的建議項其實(shí)是對安全最底線(xiàn)的建議要求,各個(gè)企業(yè)應根據自己的實(shí)際情況和長(cháng)期生產(chǎn)經(jīng)驗,盡可能在分析討論中完善自身的控制方案。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是企業(yè)的最終實(shí)施方案的安全標準應等于或大于風(fēng)險分析的結果。
另外,在開(kāi)展HAZOP和LOPA分析時(shí),使用什么樣的風(fēng)險評估矩陣非常重要。根據標準要求,各個(gè)企業(yè)應制定適合自己企業(yè)的單一場(chǎng)景可容許標準。實(shí)踐中,大部分企業(yè)是沒(méi)有自己的風(fēng)險評估矩陣的。這就要求開(kāi)展風(fēng)險分析的單位和個(gè)人必須在分析之前,與業(yè)主確定本次分析的風(fēng)險評估矩陣。我們經(jīng)??吹揭恍┓治鰣蟾?,因為采用了不適合的風(fēng)險評估矩陣而造成分析結果的偏差。
綜上所述,企業(yè)設置SIS應根據HAZOP和LOPA分析結論,在符合國家法律法規要求的基礎上設置能滿(mǎn)足企業(yè)自身實(shí)際的安全儀表系統。規范文件只是最基本的要求,企業(yè)應根據自身不同情況、不同風(fēng)險點(diǎn)和風(fēng)險容許標準,在LOPA分析的基礎上,從嚴設置SIS,確保風(fēng)險可控和生產(chǎn)安全。
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