石油化工安全仪表系统的设计及实施

张鹏飞

摘要：随着我国经济的发展，石油化工行业也因此得到更大的发展机遇，相关企业在发展中，为了顺应时代发展的潮流，就需要在工作中，更加重视生产规模的扩大，如此才可以让化工行业有着更大的发展机遇。一般而言，为了实现对化工产品各个领域内容的发展，就需要在其中融入更多关于安全性的内容，这是化工企业在生产规模和生产方式逐渐扩大以及发展情况下的必然趋势，对于安全仪表而言，形成功能更加完善的安全仪表系统便可以在提升石油化工生产安全性上有着更好的表现。

关键词：石油化工安全仪表系统;设计;实施

根据国家安监总局2014年下发的116号文件“国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见”，要加强化工安全仪表系统（SIS）管理，该系统可大幅降低装置发生事故的风险和后果的严重程度，使装置得到更好的保护。

1安全仪表系统的综述

安全仪表是石油化工生产中非常重要的一种生产设备，其提供的相关参数，是生产中对各个生产设备进行调试的基础。在传统的安全仪表工作环境下，安全仪表因为没有形成一个完善的系统，所以，不难发现，安全仪表的工作之间缺少关联性，很难及时发现在生产中出现的安全隐患。随着石油化工生产技术的发展，安全仪表也有着巨大的进步，一方面，单个仪表的性能近年来在不断的提升，其精度和效率有着更好表现的同时，在其余方面，也有着很大的进步，尤其是安全仪表所形成的安全运行系统，极大地解决了安全仪表在工作中缺少关联性的问题，借助当前完善的逻辑运算器、传感器、以及软件技术，所形成的安全仪表系统可以极大地促进石油化工生产的安全性，从中分析，不难发现，该系统下，可以更加准确地发现生产过程中的安全隐患，同时这些仪表之间借助软件系统实现了良好的关联，所以在出现安全隐患之后，该系统除会马上报警之外，还会马上启动保护程序，让企业的生产流程执行保护程序。在正常工作的情况下，安全仪表也存在很多需要改变的内容，一般而言，常用的SIL系统会根据规定时间内各种参数的变化，对安全性进行分类，SIL1、SIL2、SIL3和SIL4。石化仪器的安全系统是生产过程的保护层。它位于第一层，可以有效地监控和防止危险事件的发生。因此，合理设计仪器系统非常重要。

2石油化工装置安全仪表系统设计应当遵循的基本原则

（1）确保仪表系统可靠准确。鉴于石化设备安全仪表的独特作用，系统的設计必须保证系统的运行的安全性、可靠性、稳定性。这是石油化工厂安全仪表系统设计应遵循的重要原则。这需要在设计时全面考虑系统设计、组件选择和软件编程，以确保仪表系统绝对准确。

（2）确保仪表功能健全稳定。石油化工厂安全仪表系统的设计重要的原则之一是充分发挥石化厂安全仪表装置的功能，最大限度地满足化工行业对仪器监测数据和安全警示的需求。

（3）要求仪表日常维护和升级扩展。在安全方面来说，石油化工行业是有着绝对性的要求，要达到这一要求，便需要完善对于仪表的一个日常维护，而在仪表的选择上面，则需要满足安装简单、应用便利，修护时简单方便等等的要求。除了要能够达到仪表监察、告警的要求之外，还需要尽量的降低装置系统仪表的个数，尽可能的减削系统装置仪表的本金、增大系统的经济效益。另外，还需要有长远的发展意识，保留一定放置仪表的空间，来保证生产发展以及水平提升后的需求。

（4）保证仪表系统不受损坏。由于石油化工行业的特别性，在生产时候选择的原料大多数属于带有一定危险性质的原料，生产的也大多数属于易燃易爆品，所以生产的条件比较恶劣，处于一个高温并且高压的一个状态，十分容易导致各种的安全性问题的爆发。而在石油化工装置的发展下，自动化、现代化越来越普及，生产的条件也越来越触碰到安全的边界，而爆发的风险越来越高。在这样险峻的状态下，石油化工仪表系统必须要有更高更为严格的安全需求。在对于仪表系统的策划时，需要加大对于仪表系统安全性的保证，从而保证整个系统的安全性。

3安全仪表系统的设计

安全仪表系统设计的关键在于确定安全度，另外，安全仪表系统的运行模式包含故障的运行模式和故障的安全模式，如果故障系统在安全模式的情况下发生故障，则装置的系统将直接停止装置，设备直接进入安全控制状态，另外，如果系统在故障运行模式下发生障碍，系统会继续运行，石油化工装置中安全仪表系统必须使用故障安全模式，其中如果在安全仪表系统内的环节中出现故障，则会直接导致控制装置停止。

（1）安全仪表系统的可靠性。在一段时间之内，仪表发生障碍的可能性为仪表的可靠性，仪表的可靠性同时直接决定了系统的安全指数，每个环节的可靠性都直接或者间接决定了整体的可靠性。一般来说，人们非常重视安全仪表系统的可靠性，但是往往忽视对各类检测和执行元件可靠性的检测，整个安全仪表系统的可靠性降低，从而无法满足降低风险的要求。

（2）安全仪表系统的可用性。系统的使用工作时间又被称为系统的可用性，该可用性并不影响系统的安全，但是系统的可用性往往会导致设备的工厂和元件等不能正常工作，安全仪表系统的可靠性和可用性在一定程度上属于一个矛盾。从工厂管理者的角度，安全仪表系统只要达到设计的安全要求，就可以将可用性作为其最为重要的指标，但是较高的可用性也会在一定程度上减少设备的停机次数，提高设备的生产效率，从另一方面来说，如果安全仪表发生了自身故障，系统需要修复故障，设备便会面临停止运营的风险，系统的低故障率极为重要。

（3）安全仪表系统的逻辑设计。安全仪表系统的核心是逻辑运算模式，除了较为理想的硬件控制，仪表系统还需要有完善的逻辑设计，在输入逻辑信号的基础上可以实现安全仪表系统的有效运营在工程设计中，逻辑设计的基本形式是逻辑框图和梯形图等，逻辑框图的功能图形符号应该利于理解且切实有效。

（4）石油化工装置安全仪表系统其他设计目标。要注重检测传感元件设计、系统的逻辑运算器设计、执行元件的联锁保护设计、系统评价设计。一个好的安全仪表系统应该可靠性和安全性并存。

（5）传感器的设计。传感器对于安全仪表的工作性能有着巨大的影响，一般而言，安全仪表中的传感器性能优越，必然会让安全仪器的精度和灵敏度受到良好的影响，为此，在对其进行设计时，需要技术人员进行慎重考量。一般而言，采取独立设计原则以及冗余设置原则是提升传感器质量的重要方式。即一级安全仪表传感器是单独的，与DCS共用;二级安全仪表传感器冗余，DCS分离;3级安全仪表传感器是冗余的，与DCS分开。对于逻辑结构的选择，可以将其设置为应用程序性能、采用或结构;对于安全性能、采用和结构;当两种性能都需要保证时，需要采用三到两种格式。

（6）逻辑运算器的设计。常用的逻辑运算符主要由三种类型组成，即可编程电子系统，中继系统和两者的混合系统。当所选计算器为中继系统时，整个系统的逻辑计算相对简单;当所选计算器为可编程电子系统时，能很好地实现复杂功能的设计，并与其它通信系统相匹配。因此，许多石化公司都配备了SIL3冗余或容错可编程控制器。

4结束语

随着时代的发展和技术的进步，我国化学工业和其他高风险产业的安全性不断提高，但受我国的技术水平的限制，不能完全保证这些产业的职业风险系数降至最低。安全仪表系统（SIS）作为一种应用于工业生产过程的安全系统，能有效防止危险事件的发生和减少危险事件的影响，在意外事故发生时有效降低风险，确保施工操作人员的安全和各种设备的安全，避免污染周围环境。

参考文献：

[1]高敏侠，高坤洁.石油化工装置安全仪表系统的设计分析[J].化工设计通讯，2018，44（05）：100.

[2]谢若曦.石油化工安全仪表系统的设计分析[J].科技经济导刊，2018，26（14）：57.

[3]李静.石油化工装置安全仪表系统的设计分析[J].中国高新科技，2017，1（08）：34-36.

[4]马彩君.石油化工安全仪表系统的设计分析[J].石化技术，2017，24（09）：149+235.

（作者单位：中国海洋石油工程质量监督渤海中心站 ）