化工安全儀表系統(tǒng)全生命周期管理探討

蘇丹

（河北峰煤焦化有限公司，河北 邯鄲 056200）

1 安全儀表系統(tǒng)的生命周期模型

安全系統(tǒng)生命周期模型對(duì)于安全系統(tǒng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施具有重要意義。一般可分為技術(shù)設(shè)計(jì)、培訓(xùn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全功能配置、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、現(xiàn)場(chǎng)安裝、系統(tǒng)調(diào)試與認(rèn)證、運(yùn)維、系統(tǒng)升級(jí)。這是第一個(gè)基于安全體系的生命周期模型。

1.1 技術(shù)設(shè)計(jì)問題

安全裝置系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)保證人身、設(shè)備或環(huán)境的安全。然而，這只會(huì)降低風(fēng)險(xiǎn)的可能性或嚴(yán)重性，而不是完全降低風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 過程風(fēng)險(xiǎn)的研究、分析與評(píng)價(jià)

風(fēng)險(xiǎn)研究主要分為6個(gè)階段。它特別側(cè)重于工藝設(shè)計(jì)、研究和檢測(cè)危險(xiǎn)原材料和工藝，以及分析爆炸、環(huán)境污染和氣體排放等危險(xiǎn)形式。它收集了過去生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)。第二階段也將被認(rèn)為是對(duì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的初步分析；在這一階段，根據(jù)技術(shù)程序和學(xué)習(xí)成果，在第一階段將風(fēng)險(xiǎn)及其發(fā)生以表格或矩陣的形式進(jìn)行分析，然后分析風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的原因。相應(yīng)的可接受頻率和風(fēng)險(xiǎn)推斷是通過故障樹分析得出的風(fēng)險(xiǎn)緩解因子，它還描述了所使用的所有保護(hù)措施，包括機(jī)械保護(hù)措施。第三階段是權(quán)力的能力傾向分析，HAZOP是一種基于系統(tǒng)的方法，能夠?qū)ο到y(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性分析或定量評(píng)估，以解決風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和安全運(yùn)行、風(fēng)險(xiǎn)控制及其原因等問題；在生產(chǎn)設(shè)施和工藝中識(shí)別并采取相應(yīng)的對(duì)策：這是對(duì)生產(chǎn)過程中技術(shù)狀態(tài)參數(shù)的變化和公司管理中可能出現(xiàn)的偏差，以及這些變化和差異對(duì)系統(tǒng)的影響和可能產(chǎn)生的影響的分析。變更和故障后果發(fā)生后，通過《安全操作指南》消除安全隱患設(shè)備。第四、第五、第六階段應(yīng)在SIS硬件安裝后、SIS現(xiàn)場(chǎng)投入使用前和SIS完成后實(shí)施。第四階段的重點(diǎn)是確保裝置中的設(shè)備符合設(shè)計(jì)要求，確保其涵蓋在無害環(huán)境管理范圍內(nèi)確定的所有風(fēng)險(xiǎn)；第五階段的目標(biāo)是確保對(duì)安保系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查和認(rèn)證。第三方應(yīng)正確設(shè)計(jì)和實(shí)施基于安全的系統(tǒng)評(píng)估。第六階段檢查安全監(jiān)視和測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)行指標(biāo)是否符合要求。風(fēng)險(xiǎn)研究、風(fēng)險(xiǎn)清單與安全管理體系的關(guān)系、風(fēng)險(xiǎn)管理清單上的風(fēng)險(xiǎn)和啟動(dòng)頻率將在風(fēng)險(xiǎn)教育的前3個(gè)階段進(jìn)行，方法是確定可接受風(fēng)險(xiǎn)率的風(fēng)險(xiǎn)降低系數(shù)，通過制定安全要求、風(fēng)險(xiǎn)緩解方法和行動(dòng)指南，這些方法和措施最終將通過檢查（1q、0q、PQ）成為項(xiàng)目實(shí)施過程中可接受的風(fēng)險(xiǎn)，以確保安全系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)緩解目標(biāo)，并更新風(fēng)險(xiǎn)管理清單投資保護(hù)體系的整個(gè)生命周期。

2 化工安全儀表系統(tǒng)（SIS）

2.1 簡介

SIS是指用于執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)儀表保護(hù)功能的儀表系統(tǒng)。SIS生產(chǎn)設(shè)備用于調(diào)試、停機(jī)、運(yùn)行和維護(hù)，提高了設(shè)備的安全性，保證了環(huán)境和人員健康的保護(hù)。為了避免風(fēng)險(xiǎn)，SIS可以立即評(píng)估并提供正確答案和適當(dāng)?shù)倪壿嬓盘?hào)，或者由于錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，減少生產(chǎn)設(shè)備本身或人為因素造成的損失。當(dāng)然，即使是不可抗力造成的，SIS也可以做出適當(dāng)?shù)臎Q定，防止事故的蔓延，盡量減少事故的發(fā)生。如果SIS本身被證明存在缺陷，它也可以具有良好的自我保護(hù)功能，因此SIS必須具有較高的耐久性、可靠性和可用性。

2.2 加強(qiáng)管理的重要性

化工SIS包括安全系統(tǒng)、可燃?xì)怏w保護(hù)系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、有毒有害物質(zhì)保護(hù)系統(tǒng)等，緊急停車系統(tǒng)不完全由過程控制系統(tǒng)控制，相對(duì)獨(dú)立。例如，分布式控制系統(tǒng)并非完全由過程控制系統(tǒng)控制。在正常的生產(chǎn)過程中，安全系統(tǒng)處于靜態(tài)或靜態(tài)狀態(tài)。但當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生安全事故時(shí)，SIS能及時(shí)、正確地回答有關(guān)退出生產(chǎn)過程或涉及進(jìn)口安全事故的問題。這需要高度可靠的sis和標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)和管理。如果沒有sis，通常會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。

2.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求

根據(jù)《化工安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的一般內(nèi)容，在設(shè)計(jì)審查中必須考慮以下因素：嚴(yán)格遵守規(guī)則和設(shè)計(jì)問題安全儀表系統(tǒng)傳感器和夾緊驅(qū)動(dòng)裝置必須分開安裝。為避免與控制閥同時(shí)發(fā)生，隔離閥必須單獨(dú)安裝。例如，節(jié)流閥應(yīng)設(shè)置在多個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)壓力傳感器應(yīng)設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，遠(yuǎn)程稱重和本地稱重應(yīng)配備制動(dòng)閥等。安全性和可接近性有3個(gè)邏輯要素；在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)避免直接由三部分組成的兩點(diǎn)。安全裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)是在考慮配置邏輯、繼電器和電磁閥背桿的正常充電時(shí)應(yīng)予以注意。未鎖定的繼電器不得打開或關(guān)閉，嚴(yán)禁使用通訊手段；要鎖定和控制電路。以某公司為例，采用SPS控制焦?fàn)t氣化泵，通過SPS和DCS完成部分電路的閉鎖。該設(shè)備為進(jìn)口設(shè)備，配套設(shè)備廠家堅(jiān)持，在工廠工作期間，遇雷雨等天氣，連接被斷開，吸入泵被關(guān)閉，導(dǎo)致設(shè)備打滑。鑒于企業(yè)已將SPS屏障直接升級(jí)至安全監(jiān)控系統(tǒng)，以密封和消除此風(fēng)險(xiǎn)：安全系統(tǒng)的組成必須具有最小的中間連接，這是設(shè)計(jì)中需要注意的，當(dāng)鎖定設(shè)備開關(guān)時(shí)，避免使用多芯電纜，拆除介質(zhì)接線盒、線性延長線等，避免使用中間卡子。在控制系統(tǒng)的硬件配置上，我們還重點(diǎn)介紹了儀器的三個(gè)組成部分。使用集成電路如基板時(shí)應(yīng)盡量避免在規(guī)劃階段對(duì)監(jiān)視和測(cè)量系統(tǒng)也應(yīng)按處置原則考慮退役措施，重要的設(shè)備必須設(shè)置嚴(yán)格的旁路開關(guān)鎖定期間這個(gè)安全監(jiān)視和測(cè)量系統(tǒng)的規(guī)劃階段必須超過由合格評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)f提供的閉合電路的SIL值。測(cè)試結(jié)果是設(shè)計(jì)邏輯和儀器選擇的依據(jù)。

3 安全儀表系統(tǒng)施工管理

保護(hù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須對(duì)其進(jìn)行開發(fā)，以保證安全儀表系統(tǒng)的持續(xù)建設(shè)?？刂茰y(cè)量儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)包括國家、行業(yè)和地方的法律、法規(guī)、規(guī)章等，在安全儀表系統(tǒng)的建設(shè)階段，對(duì)已審核通過的設(shè)計(jì)文件、圖紙和合同，我們要有詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案。關(guān)于施工現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，按設(shè)計(jì)圖紙要求，施工合理，并對(duì)控制臺(tái)進(jìn)行安裝、機(jī)柜備份、電纜走向等，信號(hào)系統(tǒng)樓的管理包括：安裝控制、導(dǎo)線管理等。

3.1 接線管理

當(dāng)發(fā)生安全事故時(shí)，安全儀表系統(tǒng)的夾緊松動(dòng)會(huì)引起裝置的振動(dòng)，因此，在檢查和標(biāo)記安全系統(tǒng)導(dǎo)線前，必須特別注意保護(hù)裝置系統(tǒng)的接線；當(dāng)絕緣斷開時(shí)。導(dǎo)線不應(yīng)損壞導(dǎo)線和導(dǎo)線之間的線夾。它們應(yīng)該安裝好，相應(yīng)的多余導(dǎo)線應(yīng)正確且位置良好。如果設(shè)備振動(dòng)較小，則在端子上安裝彈簧板。線條應(yīng)最短，橫平豎直，動(dòng)作應(yīng)清晰美觀，且不應(yīng)超過最大長度。線路不得移動(dòng)到機(jī)械損傷、介質(zhì)腐蝕放電、潮濕等；強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域。如果無法避免，應(yīng)采取保護(hù)或防護(hù)措施：線路不得在妨礙操作和維護(hù)的地方移動(dòng)；保護(hù)系統(tǒng)不得向上移動(dòng)，以防止油、水和灰塵進(jìn)入容器。安裝完畢后，應(yīng)仔細(xì)檢查安全儀表系統(tǒng)的端子，包括數(shù)字輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表，采用模擬量輸入和數(shù)字量輸出，確保端子質(zhì)量、導(dǎo)線規(guī)格等沒有問題，總之，必須對(duì)裝置的卡箍進(jìn)行3次確認(rèn)，以確保安全夾子固定了3次。在安全儀表系統(tǒng)的日常工作中，必須定期對(duì)裝置的卡箍進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保管路連接牢固。

3.2 引線管理

安全儀表系統(tǒng)電線包括電纜、輸氣管線和管道。安全儀表的導(dǎo)線控制具體涉及：一是技術(shù)人員必須嚴(yán)格控制導(dǎo)線的質(zhì)量；二是技術(shù)人員為避免導(dǎo)線不導(dǎo)電給安全帶來的風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)檢查和維修導(dǎo)線；三是技術(shù)人員必須確保電線固定。此外，考慮到電纜之間的電力傳輸，電纜通道和現(xiàn)場(chǎng)儀表之間的連接應(yīng)使用爆炸性金屬軟管，電纜通道不得平行于工藝通道的頂部或底部移動(dòng)。壓力管的外徑、壁厚按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行試驗(yàn)，管道安裝后應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。進(jìn)行壓力試驗(yàn)后，應(yīng)進(jìn)行裝配記錄。

4 結(jié)語

“SIS”是一種先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，它顯示出知識(shí)發(fā)展的趨勢(shì)，并利用這一高新技術(shù)，作為智能傳感器，甚至數(shù)字閥門，引導(dǎo)和傳輸信號(hào)。在繼續(xù)重視化工安全儀表系統(tǒng)的全生命周期安全管理的同時(shí)，必須從全生命周期管理選擇的角度對(duì)安全管理體系進(jìn)行管理，并對(duì)相關(guān)安全體系進(jìn)行建設(shè)，確保其正常運(yùn)行。