安全完整等级回路（SIL）计算实例分析

李文龙

摘 要：安全完整性等级（SIL）评估技术是近年发展起来的针对石油化工行业一种基于风险的资产管理方法。国际标准IEC61508和IEC61511的制定为石油化工等过程工业的安全完整性水平评估提供了依据。对于石油化工行业的安全生产水平具有重要的促进作用。本文根据天然气制乙炔装置的安全完整性等级计算的过程介绍安全完整性等级的计算方法，为项目的建设验收以及装置的技术改造提供理论依据。

关键词：危险与可操作分析（HAZOP）;安全完整性等级（SIL）;实例分析

0概述

安全完整性等级（SIL）是安全仪表系统（SIS）中的重要组成部分，在国际电工委员会标准IEC 61508和IEC 61511中有详细的规定，目前国内大型石油化工装置中关于安全仪表的相关论述很多，包括如何进行HAZOP分析等。但对于安全完整性等级（SIL）的确定后如何指导对项目的安全完整等级进行验证，如何收集相关参数等论述的比较少。现在越来越多的专利商提出现场开车时必须要SIL回路报告。本文就介绍安全完整性等级的具体过程出发，结合实例分析如何进行安全完整性的验算，为以后类似项目专利商的验收和日后的技术改造等提供技术参考。

1安全完整性（SIL）验算基础（图1）

因为天然气制乙炔装置的设计为正常带电，因此，可以不考虑电源的PFD，PFDPOWER为0。

1.1安全完整等级（SIL）与PFD的关系

根据IEC 61508中关于SIL与PFD的关系见表1。

1.3安全回路公共故障系数β的计算

根据以上的表格以及上海自动化研究所经验，确定天然气制乙炔装置的公共故障系数β：相同通道组成的冗余结构β值（共同失效因子）为10%，不同通道组成的冗余结构β值为5%。

2安全完整性等级（SIL）的PFD实例计算

2.1系统结构及功能

該安全仪表系统安全仪表功能（SIF）编号为GEN-01， 当反应炉没有火焰时执行安全功能，详见表2。

工艺描述：当反应炉出口氧气含量AZT03R100X-01大于HHH值，触发联锁。同时关闭氧气进料阀FZV03H090X-03，XZV03H090X-04。打开放空阀XZV03H090X-05。当反应炉温度变化速率TZT03R100X-02A，TZT03R100X-07A检测值高于4℃/S二取一表决。触发联锁，同时关闭氧气进料阀FZV03H090X-03，XZV03H090X-04。打开放空阀XZV03H090X-05。

2.2 系统配置表（见表3）

2.3评估结果及结论

（1）计算依据的条件。1）平均修理时间MTTR：变送器为8小时，阀门为24小时;2）检验测试时间T1：1年;3）相同通道组成的冗余结构β值（共同失效因子）为10%，不同通道组成的冗余结构β值为5%。

（2）工作模式为低要求操作模式。

（3）传感器子系统。

3 结语

安全无小事，在石油化工自动化设计中，一定要注重安全仪表的设计，定期对装置进行检修，对安全完整性等级进行计算，从而保证现场施工乃至其他环节的安全问题。