SIS执行元件的设计探讨

过程工业生产中,由于工艺流程的复杂性及人们对潜在危险考虑的细密性,使得安全仪表系统(SIS)在安全生产中的地位尤为重要。以化工项目中涉及的SIS为基础,对SIS,安全完整性等级(SIL)及危险与可操作分析(HAZOP)进行了介绍,对SIS中执行元件的设计进行了详细探讨,对电磁阀串联、并联的气路设计进行了分析比较。总结出合理设计SIS中执行元件的方法。     

安全仪表系统在乙二醇装置中的应用

安全仪表系统(SIS)在乙二醇装置中起着重要作用，其设计必须根据草酸二甲酯(DMO)合成反应器的工艺特点及关键联锁回路的安全完整性等级(SIL)定级结果，采用对应SIL等级的现场仪表、控制器、执行元件，最大程度地保证系统的可靠性和安全性。探讨了SIS在乙二醇装置DMO合成反应器上的应用和设计优化，重点阐述了SIS的UPS供电方式、I/O卡件的配置、维护旁路设计等方面内容，为化工装置中SIS的应用提供了可行性方案。     

探讨合成氨装置安全仪表系统中的SIL评估

随着化工装置规模的不断扩大以及控制水平的不断提高,装置的安全将更多地依靠安全仪表系统(SIS)进行保障。SIS是一种安全保护系统,联锁的需求来源于多个方面,设备的可靠性是一个很重要的因素,需要对系统的安全完整性等级(SIL)进行评估。以典型合成氨装置的SIS为例,依据IEC 61511标准对合成氨装置的SIS进行定量分析。探讨了合成氨装置SIS定量评估过程中风险矩阵与控制,SIF识别,DCS与SIS的阀门共用等问题。     

安全仪表功能回路设计及SIL验算

简要介绍了安全仪表功能(SIF)回路安全完整性等级(SIL)定级的方法;分别介绍了IEC 61508和ISA TR84.00.02中SIL验算的方法;以普通仪表和经过安全完整性等级认证的仪表为例,计算其平均失效概率(PFDavg),得出SIF回路的SIL。比较普通仪表和经过安全完整性等级认证的仪表组成的SIF回路,结合实际设计和应用情况,给出安全仪表系统(SIS)设计的建议。     

海上油气生产装置设计中的安全完整性等级评定

以IEC61511标准和工程实践为基础,应用保护层分析方法(LOPA)在海上油气生产装置设计中确定安全相关系统的安全完整性等级(SIL).保护层分析方法是一种半定量的风险评估方法,具有精确的分类尺度,过程相对比较耗时.但保护层分析法是一种更加严格的安全完整性等级研究方法,直观、易懂、可操作性和一致性强.结合项目实例,介绍了如何利用保护层分析法实现安全完整性等级评定的过程.     

安全仪表系统SIL定级及LOPA的应用研究

安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)定级是安全仪表系统(SIS)设计的基础，在IEC 61511中定义了SIL定级的多种方法。对比分析了SIL定级应用较多的方法，如安全层矩阵法、修正风险图表法以及保护层分析法(LOPA),总结出LOPA分析方法的优点，并结合海上某采油平台上典型SIF回路的SIL定级过程介绍了保护层分析法(LOPA)的实际工程应用。     

现代化工仪表及化工自动化过程控制探讨

现阶段我国化工自动化领域得到了长足的进步。随着科学技术的不断发展与提升,在诸多领域和行业中,自动化技术得到了推广和应用。在化工仪表中应用自动化金属,很大程度上促进了我国经济的发展。在化工仪表控制过程中使用自动化技术,极大的提高了生产效率。在化工仪表中应用自动化控制技术,其主要作用体现为:(1)自动化控制技术,能够确保大中型化工产业正常运行和生产经营,是化工产业生存的必要基础。(2)通过使用自动化控制技术,可以有效保证化工装置的稳步运行以及产品的生产质量。(3)使用自动化控制技术,是保证化工生产装置安全可靠运转的基础条件,是对化工企业相关生产安全经济评价工作中的关键内容。     

安全仪表系统中传感器冗余配置方式的分析

简述了安全仪表系统(SIS)的组成以及与安全仪表功能的关系;阐述了安全仪表功能的概念。SIS的安全完整性等级(SIL)与传感器、逻辑运算器、最终执行元件等组成部件的SIL等级密切相关。研究了标准中SIL等级要求与失效概率的对应关系,运用概率学分析了传感器各种冗余配置方式下传感器子系统安全完整性和可靠性的特点。指出在不同要求下的SIS设计中,应采用不同方式的冗余传感器配置。     

化工装置安全仪表系统功能安全定级验证分析

介绍了化工装置安全仪表系统功能安全相关标准及其安全完整性等级定级验证的依据,阐述了安全定级验证的国内外现状。分析了IEC61508和IEC61511标准的含义、系统功能安全定级评估存在的主要问题,并提出了相应的建议。     

LDPE装置反应器联锁系统可靠性计算方法研究

为评估低密度高压聚乙烯(LDPE)装置反应器紧急泄压安全联锁系统的安全完整性等级,利用FMEA方法深入研究电磁阀的失效模式及影响,确定安全完整性等级及误跳车计算的逻辑结构。针对评估中遇到的复杂逻辑,提出新方法弥补现有NooM结构可靠性定量计算中的不足。通过评估,确定反应系统的安全完整性等级,为联锁的安全与否提供了重要依据。     

SIL评估技术在甲醇装置中的应用

依据IEC 61511标准,介绍了对某770kt/a整合甲醇装置的安全仪表系统(SIS)进行安全完整性等级(SIL)评估的过程,评估结果均能满足专利商规定的安全完整性等级要求。对引进国外专利商工艺包在设计过程中SIS的SIL评估过程中存在的诸如风险控制、安全联锁功能(SIF)识别、安全联锁逻辑结构的选择,DCS与SIS的共用以及独立保护层设置等问题进行了探讨,并提出了相应的解决方法。通过总结甲醇装置SIL等级定量评估经验,为在工程设计阶段实施SIS的SIL等级定量评估工作提供借鉴。     

五项化工安全工程技术的研究与应用

根据危险化学品生产所用特种化工过程的安全管控需求,对五项化工安全管控工程技术进行了研究与应用,包括危险化学品安全技术数据说明书(MADS)及其管理软件开发、道化学化学品(DOW)化学暴露指数(CEI)的计算及其评估软件开发、DOW火灾爆炸指数(FEI)的计算及其评估软件开发、基于人工免疫诊断算法的化工过程动态预警技术及其软件开发、基于预定义树和故障树的安全事故调查分析管理技术及其软件开发等,力求构建化工过程安全风险管控技术体系,从生产全生命周期对特种化工过程进行全方位安全管控。     

浅谈结构约束对HIPPS设计的影响

分析了IEC 61508/IEC 61511标准中对设备硬件结构约束的要求,提出了在安全仪表功能回路设计时需要同时关注系统的安全完整性和硬件的安全完整性;指出了如何计算串联和并联结构的硬件故障裕度;介绍了在工程实践中,硬件结构约束的几种应用方式和方法。以高完整性压力保护系统(HIPPS)为例,阐述了硬件结构约束在HIPPS设计中的影响和作用。     

化工油品储运罐区安全仪表联锁控制方案探讨

化工油品罐区的安全是近年来石油化工行业关注的焦点。以某罐区为例,从工程设计角度,探讨了罐区几类与安全相关的联锁控制方案。按照罐区联锁控制方案的原则,并根据罐区联锁回路安全完整性等级评定的结果,合理地将联锁回路设置在SIS、DCS中。通过逻辑框图的形式,简单地比较了联锁控制方案在SIS、DCS中的不同配置,从而安全实现生产操作及要求,便于生产企业日常的安全生产管理,减少罐区安全事故的发生。     

基于PIAPlus的柴北缘输气管道完整性评价

完整性评价是管道完整性管理的关键环节之一,是控制管道风险、实施修复决策的重要手段。为准确判定柴北缘输气管道管体缺陷的具体状况,利用PIAPlus(管道完整性评价软件)对该管道的两次内检测结果进行了金属损失、焊缝缺陷、凹陷等缺陷数据的系统评价。依据完整性评价的结果并通过开挖验证,对管道缺陷提出了有针对性的维修维护、再检测计划和安全运行建议,为管道安全平稳运行提供了重要依据。     

天然气处理装置中SIL软件化评估方法应用研究

天然气处理装置需要配备一系列的安全防护措施,包括安全仪表系统(SIS),目前主要采用常规的安全完整性等级(SIL)评估方法来确定设计上SIS或在役装置SIS系统配置是否满足装置安全生产的需求。分析了SIL评估的特点以及它与危险与可操作性分析(HAZOP)、资产完整性管理的关系,论证了开展SIL评估的意义。同时,提出了一种SIL评估方法,并将这种方法转化成SIL评估软件进行了探讨和规划。应用结果表明,理论上,将常规SIL方法加以改良,使这种方法软件化是可行的,而一旦这种针对性较强的SIL评估软件得以应用,将大大降低天然气净化处理装置SIL评估所投入的人力和财力,评估结果也将更为客观和可信。     

高温高压含硫气井完整性关键技术——以安岳特大型气田为例

四川盆地安岳气田寒武系龙王庙组、震旦系灯影组气藏具有埋藏深、高温、高压、含 H₂S 和 CO₂等特点,对气井完井管柱强度、密封性、抗腐蚀性能要求高,导致钻井难度大,井身结构及其管柱受力复杂,固井质量、气井环空异常带压等完整性问题突出。为此,针对上述气井完整性问题,基于钻完井设计、现场施工质量控制、井筒完整性评价、气井安全管控等方面开展了持续攻关及现场实践,形成了高温高压含硫气井完整性设计、评价和管理等关键技术。研究结果表明 ：(1)形成了高温高压含硫气井全生命周期完整性设计及现场施工质量控制技术,为建井阶段井控安全和建立良好的井屏障奠定坚实基础 ;(2)形成了环空压力评价、井口抬升评价、气井安全风险量化评价等井完整性评价关键技术,实现了气井安全风险定量评价,为井完整性分级管理提供科学依据 ;(3)建立了高温高压井完整性标准体系和信息化管理系统,实现了井完整性管理的标准化和信息化。结论认为,通过高温高压含硫气井完整性技术的全面应用,气井环空异常带压比例逐年下降,有效支撑了安岳气田的安全高效开发,该技术可为国内外类似气井完整性设计、评价和管理提供...     

HIPPS在塔里木三高气井的应用

高完整性压力保护系统(HIPPS)是一种安全仪表系统(Safety Instrumented System,SIS),它是在满足和符合IEC 61508/61511等电气/电子/可编程电子系统(E/E/PE)功能安全标准条件下的特殊应用。其通过切断压力源,防止超压,保护下游设备。通过选择安全可靠的HIPPS,可以降低下游设备和管线的压力等级,从而降低工程投资。参照HIPPS系统在海洋平台上的应用经验,如果在高含硫的三高气井上应用HIPPS系统,安全完整性等级(Safety IntegrityLevel,SIL)达到SIL3级,可以取消安全泄放阀和放空火炬系统。可通过两种方式设置HIPPS:一种是自成系统,另一种是按照HIPPS的结构功能进行集成配置,再取得专业认证。     

提高SIS安全完整性等级的措施

以某输气管道分输站出站压力高高联锁关断出站紧急切断阀(ESDV)为例,定量计算此回路的平均危险失效概率(PFDavg),验证整个回路的安全完整性等级(SIL)是否满足设计要求。通过不同方案的SIL验证,分析得出实际工程应用中在投资限制的条件下提高SIS安全完整性等级的措施。     

HIPPS在高含硫油田集输管道超压保护中的应用

针对中东地区高含硫油田集输管道腐蚀严重,超压爆管事故风险大等问题,分析了高完整性压力保护系统(HIPPS)在油田集输管道超压保护中的应用,并按照相关标准对设计方案的结构约束及故障失效率约束进行了验证。在故障失效率计算中建立了系统的故障树模型,对潜在的故障风险进行了定量的计算,通过对系统的安全完整性等级(SIL)验证表明:该HIPPS设计方案能满足SIL3的要求,是一种安全且经济的新型超压保护手段。