儀表安全等級(jí)SIL1 、SIL2 與SIL3有什么區(qū)別?
鑒于SIS涉及到人員、設(shè)備、環(huán)境的安全,各國均制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,使得SIS的設(shè)計(jì)、制造、使用均有章可循。并有權(quán)威的認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品能達(dá)到的安全等級(jí)進(jìn)行確認(rèn)。
這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及認(rèn)證機(jī)構(gòu)主要有:
我國石化集團(tuán)制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SHB-Z06-1999《石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則》。
2006年、2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20438、GB/T21109相繼發(fā)布,中國的功能安全標(biāo)準(zhǔn)開始規(guī)范我國的功能安全工作。
國際電工委員會(huì)1997年制定的IEC 61508/61511標(biāo)準(zhǔn),對(duì)用機(jī)電設(shè)備(繼電器)、固態(tài)電子設(shè)備、可編程電子設(shè)備(PLC)構(gòu)成的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件、軟件及應(yīng)用作出了明確規(guī)定。
美國儀表學(xué)會(huì)制定的ISA-S84.01-1996《安全儀表系統(tǒng)在過程工業(yè)中的應(yīng)用》。
美國化學(xué)工程學(xué)會(huì)制定的AICHE(ccps)-1993,《化學(xué)過程的安全自動(dòng)化導(dǎo)則》。
英國健康與安全執(zhí)行委員會(huì)制定的HSE PES-1987,《可編程電子系統(tǒng)在安全領(lǐng)域的應(yīng)用》。
德國國家標(biāo)準(zhǔn)中有安全系統(tǒng)制造廠商標(biāo)準(zhǔn)-DIN V VDE 0801、過程操作用戶標(biāo)準(zhǔn)-DIN V 19250和DIN V 19251、燃燒管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)-DIN VDE 0116等。
德國技術(shù)監(jiān)督協(xié)會(huì)(TüV)是一個(gè)獨(dú)立的、權(quán)威的認(rèn)證機(jī)構(gòu),它按照德國國家標(biāo)準(zhǔn)(DIN),將ESD所達(dá)到的安全等級(jí)分為AK1~AK8,AK8安全級(jí)別最高。其中AK4、AK5、AK6為適用于石油和化學(xué)工業(yè) 取得TUV認(rèn)證的SIS產(chǎn)品。
不同的工業(yè)過程(如生產(chǎn)規(guī)模、原料和產(chǎn)品的種類、工藝和設(shè)備的復(fù)雜程度等)對(duì)安全的要求是不同的。上述的國際標(biāo)準(zhǔn)將其劃分為若干安全完整性等級(jí)(SIL:Safety Integrity Level)。
安全完整性等級(jí)(SIL)是一種離散的等級(jí),用來規(guī)定分配給E/E/PE安全相關(guān)系統(tǒng)安全功能的安全完整性要求。
安全完整性等級(jí)可分為4個(gè)等級(jí),SIL4是安全完整性最高的等級(jí)(平均概率最高),SIL1是最低等級(jí);
安全完整性等級(jí)越高,應(yīng)執(zhí)行所要求的安全功能的概率也越高;
根據(jù)安全相關(guān)系統(tǒng)使用方式,要求發(fā)生的頻率可分為低要求操作模式(<=1次/年)和高要求或連續(xù)操作模式(>1次/年)。
根據(jù)GB/T 20438標(biāo)準(zhǔn),在不同的操作模式下,安全完整性的目標(biāo)失效概率和目標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)降低見下表。
采用不同的操作模式結(jié)構(gòu)有可能使用幾個(gè)安全完整性等級(jí)較低的系統(tǒng)來滿足一個(gè)較高安全完整性等級(jí)功能的需要(例如:使用一個(gè)SIL2和一個(gè)SIL1的系統(tǒng)共同來滿足一個(gè)SIL3功能的需要)。
不同的工藝過程(生產(chǎn)規(guī)模、原料和產(chǎn)品的種類、工藝和設(shè)備的復(fù)雜程度等)對(duì)安全的要求是不同的。一個(gè)具體的工藝過程,是否需要配置SIS、配置何種等級(jí)的SIS,其前提應(yīng)該是對(duì)此具體的工藝過程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,要進(jìn)行危險(xiǎn)及可操作性分析(HAZOP),然后辨識(shí)出與此分析相應(yīng)的安全儀表功能(SIF),(找到一個(gè)安全儀表連鎖回路),再根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的頻率和其產(chǎn)生的嚴(yán)重后果,找到一個(gè)與此SIF相應(yīng)的SIL值,在確定了某個(gè)安全儀表功能的完整性等級(jí)(SIL)之后,再配置與之相適應(yīng)的SIS。表1-3可以看出,若某工藝過程的所需SIF經(jīng)評(píng)定后為SIL 2,則配置達(dá)到AK4的SIS即可,其響應(yīng)失效率(PFD)為百分之一至千分之一之間。
應(yīng)該注意的是不同安全級(jí)別的SIS,只能確保響應(yīng)失效率
(PFD)在一定的范圍內(nèi),安全級(jí)別越高的SIS,其PFD越小,即發(fā)生事故的可能性越小,但它不能改變事故造成的后果。因此,工藝過程安全完整性等級(jí)的評(píng)定是一項(xiàng)十分重要的工作。但目前我國尚無如何評(píng)定安全完整性等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。國際、國外標(biāo)準(zhǔn)中提供了某些評(píng)定方法。下面介紹的風(fēng)險(xiǎn)矩陣(RISK MATRIX)評(píng)估方法可供參考。
這種方法以工藝過程事故出現(xiàn)的頻率(可能性)及其危害程度(嚴(yán)重性)為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的指標(biāo),并對(duì)頻率和危害程度人為量化為若干級(jí),作出矩陣表(見表3)。以此確定工藝過程度安全完整性等級(jí)。
SIL等級(jí)是不能進(jìn)行組態(tài)修改的,這個(gè)是根據(jù)計(jì)算得來的。系統(tǒng)的SIL等級(jí)是表明系統(tǒng)可應(yīng)用于某一SIL等級(jí)場合,當(dāng)然達(dá)到SIL3等級(jí)的系統(tǒng)也可用于SIL2的場合。而且根據(jù)IEC61508,SIS(安全儀表系統(tǒng))不僅僅是要求控制系統(tǒng)具有SIL等級(jí),而且要求現(xiàn)場的儀表閥門也具有SIL等級(jí),不僅僅是構(gòu)成一個(gè)控制回路的各個(gè)組成部件(監(jiān)測儀表、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等)具有SIL等級(jí),而是要去計(jì)算這整個(gè)控制回路的PFD,如果計(jì)算出的PFD在了SIL2的范圍,那么這個(gè)控制回路就達(dá)到了SIL等級(jí)。一個(gè)控制回路要求為SIL2還是SIL3等級(jí),是根據(jù)這個(gè)控制回路在整個(gè)生產(chǎn)裝置中的重要性,對(duì)安全的影響等多方面分析而來。
只是在國內(nèi),這些都被各方面的人搞得簡單化了,現(xiàn)場儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)就用普通的不具有SIL等級(jí)的,只有控制系統(tǒng)才要求SIL等級(jí),而且也不去計(jì)算到底需要某一SIL等級(jí)的就行,在石油化工上SIS都搞成了SIL3等級(jí)的了。
來源:海川化工論壇,通用機(jī)械
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