石化企业自动化仪表中安全仪表系统的分析与研究

石化企业自动化仪表中安全仪表系统（SIS）专用于安全领域降低事故造成的危害。随着石化生产向智能化发展,安全仪表系统的地位愈发重要。本文介绍SIS中仪表特点、现状及发展趋势,指出设计选型与仪表配置,工程实施各阶段要点。     

SIS在过程工业应用中的典型问题探讨

介绍了电气、电子、可编程电子安全相关系统功能安全标准IEC61508以及过程工业安全仪表系统的功能安全标准IEC61511,以风险降低的目标要求为着眼点,在安全生命周期的架构下,确立了SIS工程实践的技术和功能安全管理体系,确保SIS实现风险降低的"绩效"水平。围绕IEC61508/IEC61511,试图探讨在SIS工程实践中需要重视并解决好的几个典型问题。包括:危险和风险分析、安全要求规格书、SIS设备(子系统)的选型与结构设计、安全仪表功能(SIF)的SIL评估,典型的功能安全管理活动,以及如何对现有装置的SIS系统进行安全评估。实施IEC61508/61511,基于"绩效"的SIS工程实践,就是试图在安全监控措施的投入成本和风险降低的收益之间找到一个平衡点。     

安全仪表系统测试维护的设计探讨

目前安全仪表系统(SIS)的配置越来越规范,但是在其安全生命周期内,许多在役SIS没有按要求实施测试维护,部分SIS甚至没有测试维护计划。在工程设计阶段应考虑并设计SIS测试维护有关的设施,对SIS功能测试维护设计实现的方式进行论述,重点论述了测量仪表的维护旁路设置,测量仪表故障时"坏值"信号的处理,最终元件的两种测试维护方式及设施设计配置要求等有关内容。     

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。     

SIS在赛科项目中的应用

目前，国内很多项目对安全仪表系统要求不是很严格，但随着人们对装置安全及人员保护更加深刻的认识，这类安全仪表系统会得到越来越多的重视和应用。简单介绍了SIS在赛科装置中的应用，SIS各个生命周期以及具体实施的方法，列出了安全度等级，要求故障概率等数据的计算方法。     

石油化工装置安全仪表系统设计探讨

随着我国社会主义市场经济不断发展,人们的生活质量显著提高,越来越重视安全。尤其是近年来化工类的行业生产事故的频发,意味着化工类的行业工作者生命安全在工作时面临极大威胁。作为安全生产保护链中最重要环节,安全仪表系统(SIS)越来越多地得到重视和应用。石油化工装置安全仪表系统有监测、预警功能,对石油化工装置安全运行负有重要责任,因此,在设计时必须坚持高标准严要求,保证仪表系统的准确性、科学性和安全性,保障工作人员以及设备的安全。本文首先介绍了安全仪表相关内容和安全仪表系统的设计的重点,继而探讨了石油化工装置安全仪表系统设计应当遵循的基本原则,最后简要为安全仪表系统的优化设计和成功实施提出了建设性的意见。     

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。     

石油化工工艺包安全仪表系统设计探讨

以GB/T 50770—2013《石油化工安全仪表系统设计规范》为依据,简述了工艺包编制阶段有关工艺包安全仪表系统(SIS)的设计特点及安全性需求,从SIS输入、输出、逻辑三方面提出了SIS回路设计中的重点及注意事项。结合工程项目实例,针对具体工艺操作要求及安全联锁工况,介绍了石油化工装置工艺包编制阶段安全联锁回路的设计方案,合理地保证SIS的可靠性及可用性。     

SIS在聚丙烯装置改造工程中的应用

阐述了安全联锁和紧急停车联锁的作用；说明了仪表安全系统（SIS）必须独立于分散型控制系统设立的理由；提出了SIS的设计要求；结合200kt／a聚丙烯装置改造工程，分析了选用SIS的特点，并从现场仪表的设计、控制室硬件的设计、系统软件组态三个方面给出了SIS详细设计方案。     

基于因果表的安全仪表功能分析方法探讨

IEC 61508和IEC 61511是流程工业中安全仪表系统(SIS)需要执行的基本标准,对SIS的评估、分析、设计、实施、应用等均起着指导作用。介绍了按照IEC 61508,IEC 61511标准定义的安全仪表功能(SIF)的基本含义和要求;对石油化工装置中常见的各种联锁按照IEC 61511标准的要求来如何描述进行了说明,通过实例对因果表在联锁分析过程中的主要方法和转换进行了详细的论述;明确了在分析过程中应该从仪表保护功能的主要动作、危险产生的后果、安全联锁的直接原因和间接原因等,来定义符合IEC 61511标准的SIF。     

建立安全健康环境管理体系 确保油田安全生产

根据海上油气田独特的生产特点和所处环境 ,中国海洋石油总公司始终把安全健康环境管理作为油气田高速有效开发的重要保证。近 2 0年来 ,中国海洋石油总公司不断加强规章制度的建设 ;坚持法制管理 ,建立健全安全环保生产责任制 ;预防为主 ,强化监督 ,狠抓培训 ,苦练内功 ,严格管理。近年来 ,海洋石油生产作业事故逐年减少 ,重大恶性事故的发生受到遏制 ,确保了海上油气田的安全生产和发展 ,生产效益不断提高。实践证明 ,安全生产不仅为公司创造了效益和效率 ,保证了员工的人权和生活质量 ,而且安全还是公司文明、企业文化的重要组成部分 ,是公司生产力、竞争力和凝聚力的象征。     

应急管理系统在高含硫气田开发过程中的应用

针对高含硫气田开发的高风险特征,四川某高含硫气田作业区建立了基于GIS技术的应急管理系统。该系统集成了气田的安全控制中心、应急预案体系、安全预警系统、社区报警系统、社区应急疏散系统和生产、气象、地理、人居等数据模块,结合真实生产工艺及设备三维实景,实现了气田生产可视化、异常可视化、应急可视化,形成了一套高含硫气田安全高效开发应急管理系统,提升了安全管控能力,可为类似气田的开发应急管理提供借鉴。     

超深井同井采注安全控制工具设计及应用

同心双管同井采注工艺可实现一井多用、节约钻井成本、提高单井利用效率,但在超深井中使用深井安全阀存在打不开等安全风险问题。对该工艺安全控制工具进行了改进和完善,设计了环空安全阀、小尺寸安全阀等快速关断装置来实现井控安全。该安全控制工艺在南海海上油田超深井同井采注作业中成功应用,在注水和采油2路通道中取得了良好的隔离效果和安全管控,满足海上油田油水井生产安全环保要求。研究结果对国内同井采注工艺技术在超深井中的发展应用具有重要的参考和借鉴意义。     

东河石炭系油藏注气受效井出砂加剧问题研究

东河石炭系油藏目前已进入开发后期,为控制产量递减速度、实现原油稳产增产,于2014年开展注气开发重大试验。随着注气持续推进,东河石炭系油藏开发效果得到较大改善,伴随地层压力、生产压差和产气量逐步增大,注气受效井出砂问题加剧。在此影响下,机采井严重砂卡、频繁检泵,自喷井产层砂埋、井口装置刺损变形,严重影响产量和现场安全生产。基于注气受效井出砂加剧机理和危害识别,重点从地层、井筒和地面三个方面提出防治一体化措施,源头长效治理出砂,兼以井筒和地面治砂,从而保障油井高效安全生产,助力东河石炭系油藏注气开发提采增产。     

加氢裂化装置安全性分析

分析了加氢裂化装置的火灾危险性、生产岗位危险性、有毒和有害物质危险性及国内外典型事故案例，总结了国内外加氢裂化装置安全设计进展，提出了加氢裂化装置在设计方面应采取的安全措施以及在开工、生产、停工等方面应注意的安全事项。     

焦炭塔的剩余寿命评估与安全生产

论证了焦炭塔使用寿命及安全评估与安全生产的意义。指出温差应力是影响焦炭塔使用寿命的主要因素。由于温差应力大、结构不甚合理以及检修质量问题,塔体与裙座连接焊缝开裂周期越来越短、开裂越来越严重,使之成为影响焦炭塔使用寿命的关键因素。评估结果认为,焦炭塔的剩余使用寿命是由疲劳试验结果决定的。焦炭塔剩余寿命评估为延迟焦化装置的安全生产奠定了基础。     

国内外井口安全系统的现状及基本做法

在天然气开发过程中，地面井口安全系统的实质是在传统压力安全阀（压力泄放）的基础上，增加一级在意外和失控情况下紧急截断井口气源的保护，它在陆地高压、高产、高危天然气井及海上平台天然气井的安全生产上发挥着重要的作用。API RP 14C标准已成为陆上和海上安全系统的通用规范。通过对比国内外井口安全系统的现状，剖析国内安全系统存在的问题，描述井口安全系统的基本功能和技术要点，为天然气的安全生产找到一个安全、可靠和经济的现场解决方案，即按照API RP 14C规范来分析、设计和生产井口安全系统。     

重视队伍建设 推进管理创新

安全管理工作在我们石化销售行业中始终占有重要的位置,它是我们完成各项经济指标和企业稳定发晨的坚实基础和可靠保证。安全管理工作的重要一点是强化领导的安全职责,特别应当提出的是企业法人即是本企业安全生产的第一责任人。再有是加强安全管理队伍的建设,全面提高管理素质。努力提高管理的科技含量,加强安全监管,狠抓隐患整治工作,不断提高安全管理工作的水平。     

高温高压高酸性气井完井管柱优化设计

近年来,随着天然气勘探开发工作的快速推进,高温高压油气井、深井超深井、含腐蚀性介质气井越来越多,完井管柱优化设计及作业难度越来越大,安全环保的要求也越来越高。已完井投产的气井中有相当比例都存在由各方面原因引起的生产套管压力异常升高现象,具有一定的安全生产隐患,因此对该类气井开展完井管柱优化设计研究具有重要的现实意义。通过总结高温高压高酸性气井完井现场实践经验,深入探讨了封隔器管柱力学分析要点及结构设计方法;提出了高温高压高酸性气井完井管柱设计的原则--安全第一、有利于发挥气井产能、延长气井寿命、经济可行,明确了优化设计阶段需重点考虑的7项因素;形成了一套基于第四强度理论的不同工况条件下完井管柱三轴应力强度校核方法,以及高温高压高酸性气井封隔器完井管柱设计方法。该套设计方法应用于四川盆地龙岗气田某井,取得了较好的效果。     

莺歌海盆地高温高压气田完井技术

南海莺歌海盆地F气田为高温高压气田,其高温、高压、高含CO₂的特点造成井筒的完整性难以保障。为此,根据储层特点,选择了合理的完井方式;依据安全性与经济性兼顾的原则,选择了改良13Cr材质的油套管;根据气田的特点及开发要求,设计了不同井型的生产管柱及射孔管柱,选择了合适的井口采油树及井下工具,并研制了新型环空保护液,最终形成了适用于海上高温高压高含酸性气体气田开发的完井技术。F气田10余口井应用了该技术,生产过程中未出现环空带压现象。实践表明,该完井技术能有效降低井筒带压风险,为规模开发莺歌海盆地高温高压气田提供技术支持。