安全仪表系统安全完整性等级(SIL)评估技术应用

　　1 前言

　　典型事故案例分析表明，绝大多数事故的发生都与安全仪表系统的设置有关。尽管大多数石化装置均安装了安全仪表系统，但由于安全仪表系统设置的针对性、合理性、有效性等方面的问题造成当灾难性事故发生时安全仪表系统却失去了作用。在石化装置开展安全仪表系统SIL评估，合理、有效地设置安全仪表系统，实现安全仪表系统SIL等级，保障石化装置安全，已经成为目前迫切需要解决的问题。本文以PTA装置氧化反应器为例，介绍安全仪表系统SIL等级评估的过程。

　　2 安全仪表系统SIL等级评估过程

　　当美国 A N S I/I S A 决 定 放弃A N S I / I S A -8 4.01-19 9 6，转而采纳I E C 61511时，引入了O S H A1910.119的“宗亲条款(G r a nd fat he r Clau s e)”，使 之成 为A NSI / I SA- 8 4.01-2 0 0 4，见 A NSI /ISA-84.01-2004-1，条款1.0y。

　　宗亲条款解决了功能安全标准从ANSI/ISA-84.01-1996向ANSI/ISA-84.01-2004过渡遇到的问题，即对于已经存在的SIS，如何满足或遵循新的标准?宗亲条款的中心含义是对于按照以前的标准规范和工程实践设计、建造的、已经存在的SIS系统，业主或操作者应论证“设备是以安全的方式设计、维护、检验、测试和操作”。有两个基本的评判步骤：

　　(1)确认进行了危险和风险分析，以定量的或定性的方式，确定SIS中的每个SIF所应具有的风险降低水平要求;

　　(2)确认对已经存在的SIF进行了评估，确定它们满足了所需要的风险降低要求。

　　遵循了这一原则，整个安全仪表系统SIL等级评估过程包括：

　　(1)搜集工艺流程资料;

　　(2)危险分析，确定安全仪表系统的安全仪表功能;

　　(3)风险分析，确定安全仪表系统的安全仪表功能的目标SIL等级;

　　(4)安全仪表系统操作模式的确定;

　　(5)安全仪表系统结构约束的确定;

　　(6)安全仪表系统可靠性数据的确定;

　　(7)安全仪表系统SIL等级的计算;

　　(8)安全仪表系统SIL等级的评估。

　　图1给出了安全仪表系统SIL评估的过程。

　　3 PTA装置氧化反应器安全仪表系统SIL等级评估

　　3.1 工艺流程

　　氧化反应器TD-201反应温度为185~195℃，反应压力为0.88~1.08MPa。对二甲苯(PX)、醋酸、催化剂和消泡剂按比例控制流量进入反应器中。氧化用空气由多级离心式空气压缩机TC-201和英格索兰压缩机TC-202供给，另有一路氧气管道可以实施富氧氧化。两路气体压力控制在相同压力，由各自流量调节阀调节汇合后再分4路从TD-201底部吹入反应器。反应尾气中的氧含量要进行监控，按照其正常范围(2.5%~4.3%)调节空气流量，一旦超出指标8%，TD-201停车联锁动作，以保证反应器安全。图2为氧化反应器的简图。