黄步余 石油化工安全仪表系统设计

石油化工安全仪表系统设计石油化工安全仪表系统设计CdfdifftittdtCodefordesignofsafetyinstrumentedsysteminpetrochemicalengineering黄步余中化程建设有限公()中国石化工程建设有限公司(SEI)中华人共和家标准中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准GB/T50770-2013《石油化工安全仪表系统设计规范》Codefordesignofsafetyinstrumentedsysteminpetrochemicalengineeringinpetrochemicalengineering2013-02-07发布2013-09-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布编制依据编制依据建标[2008]105号文2008年工程建设标准制订、修订计划（第二批）中华人民共和国住房和城乡建设部2008年国标编制及参加单位国标编制及参加单位主管部门中华人民共和国住房和城乡建设部主管部门：中华人民共和国住房和城乡建设部主编部门：中国石油化工集团公司主编单位中化程建设公主编单位：中国石化工程建设公司参编单位：中国石油寰球工程公司中国石化集团宁波工程有限公司中国石化集团宁波工程有限公司北京康吉森自动化设备技术有限责任公司中石化-霍尼韦尔（天津）有限公司参加单位：中国石化集团洛阳石油化工工程公司中国石化集团上海工程有限公司中国石油天然气华东勘察设计研究院中国石油集团大庆石化工程公司中国石化扬子石化分公司上海黑马安全自动化系统有限公司北京天时盈达自动化设备有限公司编制工作进程编制工作进程2008年1月中国石化工程建设公司向中国石化集团公司工程部申请立项《石油化工安全仪表系统设计规范》国家标准编制项目，由中国石化集团公司上报住房和城乡建设部2008年6月住房和城乡建设部[2008]105号文《2008年工程建设标准制订2008年6月住房和城乡建设部[2008]105号文《2008年工程建设标准制订、修订计划（第二批）》批准了《石油化工安全仪表系统设计规范》制定项目申请2008年12月在中国石化集团公司工程部组织领导下，成立由中国石化工程建设为主编单位中寰球程中化宁波程建设公司为主编单位，中国寰球工程公司、中国石化宁波工程公司、北京康吉森自动化设备技术有限责任公司、中石化-霍尼韦尔（天津）有限公司为参编单位的编制组，确定了主编及参编人员、分工及编制提纲编人员、分工及编制提纲2010年1月《石油化工安全仪表系统设计规范》征求意见稿完成，上报中国石化集团公司工程部，以函审及上网形式向全国石化行业自动化专家广泛征求意见年月中石化中石油中海油中化等设计制造应用方面位2010年9月中石化、中石油、中海油、中化等设计、制造、应用方面36位石化自动化专家共提出479条意见和建议，采纳212条2010年10月《石油化工安全仪表系统设计规范》送审稿完成，上报中国石化集团公司工程部化集团公司工程部编制工作进程编制工作进程2010年10月住房和城乡建设部和中国石化集团公司工程部在重庆主持召开2010年10月住房和城乡建设部和中国石化集团公司工程部在重庆主持召开国家标准《石油化工安全仪表系统设计规范》送审稿审查会，32个单位43名石油化工自动化专家参加会议2011年1月编制组根据送审稿审查纪要进行修改和完善，《石油化工安全仪表系统设计规范》报批稿完成，上报中国石化集团公司工程部2011年4月住房和城乡建设部和中国石化集团公司工程部在上海主持召开《石油化工安全仪表系统设计规范》报批稿定稿会，24位石油化工自动化专家参加会议工自动化专家参加会议2011年8月编制组根据报批稿定稿会的纪要进行修改和完善，《石油化工安全仪表系统设计规范》报批稿完成，报请住房和城乡建设部予以审批2011年12月编制组根据住房和城乡建设部专家最终审查意见修改和完善，《石油化工安全仪表系统设计规范》最终报批稿完成，上报住房和城乡建设部审批发布实施编制工作进程编制工作进程国家标准《石油化工安全仪表系统设计规范》GB/T50770-2013国家标准《石油化工安全仪表系统设计规范》GB/T507702013发布实施，是中国石化行业石油化工自动化专家，设计、制造、应用方面专家智慧的结晶，是各方团结协作努力的结果;规范和细化了石油化工安全仪表系统设计工作。该规范还存在不足之处，实施后不断改进、完善。感编制组借此机会感谢住房和城乡建设部、中国石化集团公司工程部领导，感谢曾为标准编制工作提出意见和建议的全部自动化专家，感谢主编单位、参编单位、参加单位的领导和专家给予的人力、物力方面的支持和帮助谢谢编制组全体人员五年来的辛勤劳动！支持和帮助，谢谢编制组全体人员五年来的辛勤劳动！编制宗旨1.安全生命周期原则2.安全性、可靠性3实用性可操作性3.实用性、可操作性4.前瞻性、先进性4.前瞻性、先进性编制目的和适用范围编制目的和适用范围编制目的：防止和降低石油化工工厂或装置过程风险，保护人身和财产安全保护环境保护人身和财产安全，保护环境。适用范围：适用于石油化工工厂或装置的安全仪表系统的工程设计。不适用于石油化工工厂或装置的火灾气体报警系统压缩机控制系统锅炉火灾气体报警系统、压缩机控制系统、锅炉控制保护系统。控制保护系统石油化工安全仪表系统设计规范石油化工安全仪表系统设计规范总则1总则2术语和缩略语3安全生命周期4安全完整性等级5设计基本原则6测量仪表6测量仪表7最终元件8逻辑控制器9通信接口9通信接口10人机接口11应用软件12工程设计12工程设计13组态、集成与调试、验收测试14操作维护、变更管理文档管理15文档管理术语术语•安全仪表系统：实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统•安全生命周期：从工程方案设计开始到所有安全仪表功能停止使用的全部时间安全仪表功能为了防止减少危险事件发生或保持过程安全状态•安全仪表功能：为了防止、减少危险事件发生或保持过程安全状态，用一个或多个测量仪表、逻辑控制器、最终元件及相关软件等实现的安全保护功能或安全控制功能•安全完整性等级：安全功能的等级。安全完整性等级由低到高为SIL1-SIL4•测量仪表：安全仪表系统的组成部分，用于测量过程变量的设备•逻辑控制器安全仪表系统的组成部分执行逻辑功能的设备•逻辑控制器：安全仪表系统的组成部分，执行逻辑功能的设备•最终元件：安全仪表系统的组成部分，执行逻辑控制器指令或设定的动作，使过程达到安全状态的设备•基本过程控制系统：响应过程测量以及其它相关设备、其它仪表、控制系统或操作员的输入信号，按过程控制规律、算法、方式，产生输出信号实现过程控制及其相关设备运行的系统•故障安全：安全仪表系统发生故障时使被控制过程转入预定•故障安全：安全仪表系统发生故障时，使被控制过程转入预定安全状态石油化工SIS安全生命周期石油化安命周期工程概念设计„工程概念设计„过程危险分析与风险评估给保护层分配安全功能„给保护层分配安全功能„SIL等级评估及审查„SIS技术要求„SIS技术要求„SIS基础工程设计„SIS详细工程设计„SIS详细工程设计„SIS集成、调试与验收测试„SIS操作维护与变更„SIS操作维护与变更„SIS周期性功能测试„SIS停用停用2过程危险分析与风险评估1.工程概念设计2.过程危险分析与风险评估3.给保护层分配安全功能5.SIS技术要求工程设计4.SIL等级评估及审查其他降低风险方法设计6.SIS基础工程设计安全生命周期工作流程框图集成基础程设计7.SIS详细工程设计工作流程框图调试验收测试8.SIS集成、调试与验收测试9SIS操作维护与变更9.SIS操作维护与变更操作维护10SIS功能测试11.SIS停用10.SIS功能测试石油化工典型风险降低保护层石油化工典型风险降低保护层物理防护应急响应（紧急广播、人员疏散、火灾消防等）物理防护（抗爆墙、围堰等）减压设施（安全阀、爆破膜等）报警及操作员干预安全仪表系统（SIS）基本过程控制系统（BPCS）报警及操作员干预工艺过程石油化工典型风险降低保护层石油化工典型风险降低保护层在工程设计中保证保护层独立性功能性完整性可靠性安全性„在工程设计中，保证保护层独立性、功能性、完整性、可靠性、安全性、可用性。„“工艺过程”设计中要注意本质安全设计，通过工艺技术、工艺流程、„工艺过程设计中要注意本质安全设计，通过工艺技术、工艺流程、设备选型、控制策略、操作规程等有效消除或降低风险，避免危险事件发生。„“基本过程控制、报警、操作程序”将石油化工过程参数控制在正常的操作设定值，确保生产过程稳定运行。„“报警及操作员干预，安全仪表系统”降低危险事件发生的频率，保持或达到生产过程的安全状态。“减压设施物理防护”减轻和抑制危险事件的后果如FGS安全阀„“减压设施、物理防护”减轻和抑制危险事件的后果，如FGS、安全阀、爆破膜、抗爆墙、防护围堰等。„“应急响应”包括全厂和社区层，紧急广播、火灾消防、人员紧急撤离、„应急响应包括全厂和社区层，紧急广播、火灾消防、人员紧急撤离、医疗救助、工厂周边社区人员撤离、社会救助等。危险与可操作性审查危险与可操作性审查„对生产装置的安全性和操作性进行设计审查;„根据标准、工艺参数等按工艺流程（PID）进行系统分析，正常/非正常工况可能出现的问题、产生的原因、可能导致的后果及应采取的措施；„有生产经验、工艺、安全、设备、电气、仪表、环保、经济等专家共同研究；„HAZOP作业流程:选择研究节点→选择工艺参数→选择引导词→发现有价值的偏差→分析产生偏差的原因、后果及现有措施评估风险提出控制风险建议→评估风险→提出控制风险建议。给保护层分配安全功能给保护层分配安全功能„集中研究后果严重和高频发事件；„考虑识别的引发事件和原因；„考虑识别的引发事件和原因；„确认对各引发事件有效的保护层；„有效分配降低风险的资源；„确定安全仪表系统（SIL）等级。安全完整性等级评估安完等级评估安全完整性等级评估主要包括„安全完整性等级评估主要包括：a）确定每个安全仪表功能的安全完整性等级；b）为达到安全完整性等级，对诊断、维护和测试要求等。„根据工艺过程复杂程度、国家或行业标准、风险特性和降低风险的方法、人员经验等确定安全完整性等级评估方法。主要方法有：保护层分析法、风险矩阵法、校正的风险图法、法法经验法及其它方法。„安全完整性等级评估宜采用审查会方式。审查的主要文件包括：工艺管道与仪表流程图、工艺说明书、装置及设备布置图、危险区域划分图、安全联锁因果表及有关文件。参加评估的主要人员包括艺控制仪表）安全设备操作及管理等主要人员包括工艺、控制（仪表）、安全、设备、操作及管理等。安完整等级安全完整性等级(SIL)IEC61508DINV19250说明SIL11,2装置可能很少发生事故，如发生事故，对装置和产品有轻微的影响，不会立即造成环境污染和人员伤亡，经济损失不大。SIL23,4装置可能偶尔发生事故，如发生事故，对装置和产品有较大的影响，并有可能造成环境污染和人员伤亡，经济损失较大。SIL35,6装置可能经常发生事故，如发生事故，对装置和产品将造成严重的影响，并造成严重的环境污染和人员伤亡，经济损失严重。环境污染和人员伤亡济损失严重SIL47,8灾难性伤害或后果。安完整等级安全完整性等级(SIL)„安全仪表系统按照安全完整性等级的要求分为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。安全完整性等级越高，安全仪表系统实现安全仪表功能越强。石油化工安完整性等级越高安仪表系统实现安仪表功能越强石油化厂或装置的安全完整性等级昀高SIL3级。„当风险分析的结果需要降低风险时，应考虑采用多个独立的安全仪表功能如果安全完整性等级有可能达到SIL4则应重新分配保护层的安全能。如果安全完整性等级有可能达到SIL4，则应重新分配保护层的安全功能，或采用多个安全仪表功能，使安全仪表系统为SIL3级。安完整等级安全完整性等级(SIL)在低要求操作模式时，安全仪表功能的安全完整性等级用平均失