安全儀表系統(tǒng)在輸油氣管道中的應用

摘要：安全儀表系統(tǒng)作為安全系統(tǒng)當中的獨立類別，在石油化工等對運營安全要求較高的行業(yè)當中，使用十分廣泛，并已經(jīng)在國內外出臺了關于不同行業(yè)的多項行業(yè)標準。隨著工業(yè)化進程的完善，各行業(yè)在不斷擴大產(chǎn)能和產(chǎn)品質量的同時，對運行安全的重視程度也越來越高，意味著安全儀表系統(tǒng)在今后將會獲得更加廣泛和普遍的使用。

關鍵詞：安全儀表系統(tǒng);輸油氣管道;應用

一、安全儀表系統(tǒng)的基本定義

按照IEC61511中的定義，安全儀表系統(tǒng)是由傳感器、邏輯處理器和執(zhí)行器組成的、能夠行使一項或多項安全儀表功能的儀表系統(tǒng)，其主要作用是當出現(xiàn)故障時將過程置于安全狀態(tài)。典型的安全儀表系統(tǒng)如圖1所示，安全儀表系統(tǒng)的功能包括以下內容。

a）監(jiān)視生產(chǎn)過程的狀態(tài)，判斷生產(chǎn)過程是否出現(xiàn)發(fā)生某種潛在危險的條件。

b）當出現(xiàn)危險條件時，自動執(zhí)行其規(guī)定的安全儀表功能，防止危險事件的發(fā)生。

c）減輕危險事件造成的影響，降低風險。功能安全是安全儀表系統(tǒng)是否能有效地執(zhí)行其安全功能的體現(xiàn)。為了達到較高的功能安全水平，IEC61508和IEC61511中都采用了安全生命周期的理念，即安全儀表系統(tǒng)從概念設計階段到所有安全功能停用的整個時間段，通常包括概念設計階段、詳細設計階段、測試階段、操作與維護階段以及停用等階段。

二、危害識別、風險評估與安全儀表系統(tǒng)之間的關系

危害識別往往是由具有相關背景和作業(yè)經(jīng)驗的管理人員、現(xiàn)場作業(yè)人員以及設計人員等共同參與，采用頭腦風暴的方法找出生產(chǎn)過程中存在的主要危險因素，或者是通過其他一些專業(yè)方法，如試驗、檢測等，識別出設備、系統(tǒng)或管理中存在的一些缺陷，這些缺陷可能對系統(tǒng)的正常運轉造成不利影響，這一過程稱為危害識別。

風險評估是通過采用某種方法，如危險和可操作性（HAZOP）分析、故障類型和影響分析（FMEA）、事故樹分析（FTA）或定量風險評價（QRA）等方法，從事故發(fā)生概率以及事故影響后果兩方面對所識別出來的危害進行評估。

危害識別與風險評估的主要目的是識別出工藝危害因素、危險事件及相關設備，并提出風險消減要求，進而識別出風險消減要求中所涵蓋的功能安全要求，并判斷出哪些功能屬于安全儀表功能。簡要的危害識別、風險評估與安全儀表系統(tǒng)之間的關系見圖2。總之，危害識別與風險評估的目的一是為了確保無遺漏的必要安全儀表系統(tǒng)，二是為了核查現(xiàn)有安全儀表系統(tǒng)的功能是否完備以及能否滿足所要求的風險消減措施。

三、安全儀表系統(tǒng)在油氣管道方面的應用

a）應用滯后：安全儀表系統(tǒng)相關標準是近年來逐步發(fā)展完善起來的，正式發(fā)布時間較晚，國內更為滯后，油氣設施建設速度遠快于標準的發(fā)展速度，不同時期的要求不一致，造成理解和設計標準的不統(tǒng)一。

b）規(guī)范標準不完善：缺乏針對油氣管道的安全儀表系統(tǒng)應用相關規(guī)范，需要建立相關標準以規(guī)范現(xiàn)有安全儀表系統(tǒng)以及新建安全儀表系統(tǒng)。

c）缺乏針對性管理：大多數(shù)油氣管道站場并沒有專門針對安全儀表系統(tǒng)的管理規(guī)定，尤其是在變更管理方面的滯后甚至可能帶來安全儀表系統(tǒng)功能的降低，因此，需要進一步加強安全儀表系統(tǒng)的專項管理。

d）操作人員認識不足：各種原因導致現(xiàn)場操作人員對安全儀表系統(tǒng)的認識不足，甚至不知道所操作的設備哪些屬于安全儀表系統(tǒng)，以至于有可能出現(xiàn)在緊急情況下安全儀表系統(tǒng)不動作或是在正常運行中誤動作的人因失誤現(xiàn)象。因此，在規(guī)范現(xiàn)場安全儀表系統(tǒng)的基礎上，應加強安全儀表系統(tǒng)相關人員的培訓工作，讓操作人員充分了解相關系統(tǒng)的安全功能。

e）維護不足：由于安全儀表系統(tǒng)是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下動作，將系統(tǒng)置于安全狀態(tài)，并非日常使用的系統(tǒng)，因此在日常維護中大家往往更關注工藝控制系統(tǒng)，而忽略了安全儀表系統(tǒng)，這有可能導致安全儀表系統(tǒng)在需要動作的時候不啟動，失去了原有的保護意義。因此，應重視安全儀表系統(tǒng)的日常維護工作，包括系統(tǒng)測試、檢驗等。

四、結語

由于輸油氣管道對安全運行的要求極高，因而需要廣泛使用安全儀表系統(tǒng)。本文針對目前輸油氣管道安全儀表系統(tǒng)的相關問題，提出了有針對性的建議，對保障輸油氣管道的安全運行有著較為重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]陽憲惠，郭海濤.安全儀表系統(tǒng)的功能安全[M].北京：清華大學出版社，2007.

（作者單位：中油遼河工程有限公司）

作者簡介：傅菲菲（1982.10.25），性別：女;籍貫：山東省博興縣;民族：漢;學歷：研究生、碩士;職稱：工程師;職務：自控儀表設計;研究方向：控制理論與控制工程。