一級(jí)重大危險(xiǎn)源新增安全儀表系統(tǒng)（SIS）經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

王文生，宋 培，鄔永勝，包 杰，宮再哲

（內(nèi)蒙古晨宏力化工集團(tuán)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 750336）

內(nèi)蒙古晨宏力化工集團(tuán)有限責(zé)任公司已于2017年7月15日在原有一級(jí)重大危險(xiǎn)源投入了新增的安全儀表系統(tǒng)（SIS系統(tǒng)）。

1 原有一級(jí)重大危險(xiǎn)源增加SIS系統(tǒng)背景

國(guó)家安全監(jiān)管總局于2011年12月1日要求各地區(qū)企業(yè)開(kāi)始執(zhí)行《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》，文件中具體要求了在重大危險(xiǎn)源建立健全的安全監(jiān)測(cè)體系，完善控制措施。2014年11月13日國(guó)家安全監(jiān)管總局再次頒布了安監(jiān)總管三[2014]116號(hào)文件。文件中明確指出從2018年1月1日起，所有新建涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工裝置和危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施要設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)，從2020年1月1日起，應(yīng)執(zhí)行功能安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。

目前國(guó)內(nèi)多數(shù)涉及到“兩重點(diǎn)一重大”的化工企業(yè)對(duì)安全儀表系統(tǒng)（SIS）、緊急停車系統(tǒng)（ESD）及相關(guān)的安全保護(hù)措施設(shè)計(jì)、安裝、操作和維護(hù)管理等生命周期各階段，還存在危險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)分析不足，系統(tǒng)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)不合適、冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)不合理、預(yù)防性維護(hù)策略針對(duì)性不強(qiáng)等問(wèn)題。

該公司的一級(jí)重大危險(xiǎn)源（3臺(tái)液氯貯槽）在項(xiàng)目建設(shè)的最初設(shè)計(jì)中僅是利用DCS系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、有毒有害檢測(cè)系統(tǒng)、緊急噴淋系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行了生產(chǎn)控制和安全方面的監(jiān)管與看護(hù)，為了達(dá)到國(guó)家安監(jiān)總局及其他相關(guān)規(guī)定的要求并能夠?qū)⒐疽患?jí)重大危險(xiǎn)源安全隱患徹底消除，需要給公司原有的一級(jí)重大危險(xiǎn)源重新設(shè)計(jì)和安裝一套SIS系統(tǒng)。

2 物料性質(zhì)及工藝流程

2.1 液氯物理性質(zhì)

液氯是一種黃綠色透明的油狀液體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，有毒，在15℃時(shí)比重為1.425 6，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，沸點(diǎn)為-34.6℃，凝固點(diǎn)為-101.5℃，遇水對(duì)鋼鐵有強(qiáng)烈腐蝕性。液氯是一種重要的化工原料，可用于冶金、紡織、造紙等工業(yè)，并且是合成鹽酸、聚氯乙烯、塑料、農(nóng)藥等產(chǎn)品的原料。

2.2 液氯化學(xué)性質(zhì)

液氯是一種很活潑的物質(zhì)，可以和大多數(shù)的元素起化學(xué)反應(yīng)，也能和許多化合物起反應(yīng)。如：與氨反應(yīng)生成氯化銨，與金屬反應(yīng)生成鹽，與氫反應(yīng)生成氯化氫，還可以和有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。

2.3 液氯生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述

圖1 液氯生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖

從氯氣處理過(guò)來(lái)的干燥氯氣經(jīng)原氯分配臺(tái)，一部分去廢氯分配臺(tái)，一部分去氯氣液化機(jī)組，經(jīng)液化器與氣液分離器，廢氯氣去廢氯分配臺(tái)，液氯去液氯儲(chǔ)槽．液氯從液氯貯槽流入液氯中間槽，充入液氯鋼瓶，液氯生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

包裝廢氯（鋼瓶中的液氯）經(jīng)泵抽入氯氣緩沖罐，經(jīng)廢氯緩沖罐，由氯氣泵輸送到氣液分離器，分離后的廢氯氣經(jīng)酸霧分離器去廢氯分配臺(tái)，氣液分離器分離的循環(huán)硫酸經(jīng)硫酸冷卻器冷卻到小于40℃后與酸霧分離器的硫酸再打回氯氣泵循環(huán)，當(dāng)硫酸濃度小于90%時(shí)，從濃硫酸貯槽補(bǔ)充濃硫酸至氯氣泵入口，而稀硫酸排入稀硫酸貯槽出售。

3 SIS系統(tǒng)的控制方案

3.1 一級(jí)重大危險(xiǎn)源檢測(cè)與控制要求

首先要對(duì)一級(jí)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行過(guò)程危險(xiǎn)分析（HAZOP分析），通過(guò)HAZOP分析得知一級(jí)重大危險(xiǎn)源檢測(cè)與控制要求見(jiàn)表1。

表1 一級(jí)重大危險(xiǎn)源檢測(cè)與控制的要求

3.2 聯(lián)鎖控制點(diǎn)

根據(jù)表1中各項(xiàng)要求并經(jīng)過(guò)再次分析后決定將以下聯(lián)鎖進(jìn)入SIS系統(tǒng)。

（1）液氯A貯槽液位高高聯(lián)鎖進(jìn)口切斷閥關(guān)閉。

（2）液氯A貯槽液位低低聯(lián)鎖出口切斷閥關(guān)閉。

（3）液氯B貯槽液位高高聯(lián)鎖進(jìn)口切斷閥關(guān)閉。

（4）液氯B貯槽液位低低聯(lián)鎖出口切斷閥關(guān)閉。

（5）液氯C貯槽液位高高聯(lián)鎖進(jìn)口切斷閥關(guān)閉。

（6）液氯C貯槽液位高高聯(lián)鎖出口切斷閥關(guān)閉。

（7）進(jìn)入 SIS 系統(tǒng)的控制點(diǎn)為 AI－3、DO－6。

SIS系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)圖及SIS系統(tǒng)與輔操臺(tái)聯(lián)鎖關(guān)系圖分別見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 SIS程序回路設(shè)計(jì)圖

圖3 SIS系統(tǒng)與輔操臺(tái)聯(lián)鎖關(guān)系圖

4 對(duì)SIS系統(tǒng)的要求

4.1 檢測(cè)儀表選擇要求

（1）不需要在原壓力容器再次開(kāi)口。

（2）滿足介質(zhì)（液氯）檢測(cè)要求，儀表精度必須達(dá)到 1．5 級(jí)。

（3）必須得到安監(jiān)部門認(rèn)可的SL3等級(jí)認(rèn)證。

（4）必須具備遠(yuǎn)傳和就地顯示的功能。

（5）必須有至少10家以上相同工況的使用業(yè)績(jī)。

4.2 控制系統(tǒng)選擇要求

（1）為了防止病毒侵入而造成重大安全損失，必須為國(guó)內(nèi)自主研發(fā)產(chǎn)品。

（2）必須得到安監(jiān)部門認(rèn)可的SL3等級(jí)認(rèn)證。

（3）所有儀表信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)必須為硬接線。

（4）不得與其他系統(tǒng)存在任何形式的通訊或其他方式的連接。

（5）信號(hào)從輸入到輸出變化時(shí)間必須要在10～50 ms。

（6）系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求設(shè)有工程師站、操作員站、系統(tǒng)帶有SOE功能、機(jī)柜與輔助操做臺(tái)信號(hào)連接形式必須為硬接線。

（7）冗余設(shè)備必須具備在線自診斷功能。

5 結(jié)語(yǔ)

一直以來(lái)，石化項(xiàng)目主要根據(jù)石油化工相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)施，并未就灌區(qū)是否設(shè)置安全儀表系統(tǒng)有強(qiáng)制要求，造成現(xiàn)有灌區(qū)存儲(chǔ)設(shè)備沒(méi)有預(yù)留給SIS系統(tǒng)檢測(cè)儀表的安裝位置。自有了SIS系統(tǒng)強(qiáng)制安裝的相關(guān)要求后，好多企業(yè)在原有設(shè)備如何安裝檢測(cè)儀表且能夠滿足SIS系統(tǒng)要求消除安全隱患方面一直是比較頭疼的問(wèn)題。

綜上所述，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)既能滿足安全監(jiān)管部門的要求也能讓企業(yè)減少一些不必要的投資。該系統(tǒng)已于2017年7月15日在該公司原有一級(jí)重大危險(xiǎn)源投入使用，投入使用后可以有效的提高該公司一級(jí)重大危險(xiǎn)源的可靠性、安全性，保證了生產(chǎn)、安全監(jiān)管的穩(wěn)定運(yùn)行。