中小型企業該如何增設安全儀表系統
近些年來,安全儀表系統(以下簡稱SIS)是石化、化工等行業一個非常熱門的話題,然自2014年11月安監總管三發布(2014)116號文件以來,有些中小型民企會考慮到費用方面一直未增設SIS,也有的企業是有想法,但不知道如何入手,我接觸過個別企業,說是SIS,其實充其量也只是緊急停車系統(ESD)。 那么SIS到底是什么一個東西呢,在這里我根據我的理解,給大家講解一下,如何增設SIS。 SIS被稱為安全相關系統(Safety Related System),在IEC61511-2016(GBT 21109.1-2007按IEC61511-1 2003翻譯)中將SIS定義為用于執行一個或多個安全儀表功能的儀表系統。SIS是由傳感器(如各類開關、變送器等)、邏輯控制器、以及最終元件(如電磁閥、電動門等)的組合組成。 從這個解釋中,我們可以知道,SIS包括檢測儀表、控制系統、執行器,這時有人說基本過程控制系統(以下簡稱BPCS),也包括這些,再增加SIS是不是一種資源的浪費,在這里給大家看一下以下這個圖片,圖片部分節選自GB50770-2013石油化工安全儀表系統設計規范 石油化工工廠或裝置的典型多保護層結構。 保護層中BPCS也就是我們所用的DCS、非安全型PLC等等,而SIS是獨立于BPCS,BPCS控質量SIS保安全。接下來關于SIS的生命周期,我用八步來表述一下。 那么到底如何才能正確增設SIS呢,我們要頭開始說起,根據安監總管三(2014)116號文件,提到涉及到“兩重點一重大”的化工裝置的危險化學品存儲設施,均需要設置SIS。如果我們的公司屬于這一類的企業,那就沒有懸念,必須要設置SIS;如果我們的公司不屬于這一類的企業,但是當地的安監部門提出整改,需要上SIS的,那也必須要上SIS。我們還需要記住一點,規范只是基本的,我們可以在規范的基礎上多多地為化工生產的安全去考慮。 在明確我們需要上SIS的前提下,我們首先要做的是對我們的工藝進行工藝危害分析也就是HAZOP分析或類似的分析還有很多,根據安監總管三(2013)76號文件提出建設單位在建設項目設計合同中應主動要求設計單位對設計進行危險與可操作性(HAZOP)審查,目前我們國內基本上都是用HAZOP,通過HAZOP分析后再通過LOPA分析法(AQT3054-2015)我們可以確定出每個SIF回路中的安全完整性等級即SIL定級,同是生成HAZOP分析報告,如有必要生成SRS規格書(安全功能要求),下圖為某公司的HAZOP分析后,確定SIL2回路9個,SIL1回路49個,沒有邏輯要求,但需要在SIS中顯示的回路23個。另外9個可以在SIS中顯示也可以在DCS中顯示。 將HAZOP分析報告反饋至有相關設計資質的設計院,設計院會根據HAZOP分析報告或SRS規格書,以及各位業主們的習慣,再加設計規范(HGT20511、SHT3018、GBT 50770等等),設計出SIS相關資料,如PID變更、聯鎖邏輯圖、聯鎖報警一覽表、檢測儀表數據表、調節閥/切斷閥數據表、控制系統規格書(設計院會參照有相關經驗的軟硬件資料),等等設計數據。 根據設計院圖紙與HAZOP分析報告,采購具有相關資質的檢測儀表、控制系統、執行器。所謂的相關資質,即通過某些機構鑒定出來的SIL1、2、3、4這一類的等級,我們常用到的如變送器(羅斯蒙特、EJA等)、溫度計、液位計(VEGA雷達等)、流量計等等一系列的檢測儀表,如有必要需要廠家提供SIL定級的證書,如果沒有SIL定級的證書,則需要廠家提供各類數據,如λsd、λsu、λdd、λdu等等相關的數據,用于后期的SIL定級的驗算。 檢測儀表、控制系統、執行器采購后,設備到現場或到相關廠家驗收的工作,一般檢測儀表是貨到后開箱驗收。作為業主可以組織施工單位、監理單位、供應單位共同來進行驗收,包括外觀、資料、報告、證書等等;控制系統的驗收跟ESD類似,需要一個出廠測試驗收計劃也就是我們常說的FAT驗收;執行器的驗收分為兩一種,一種是發貨前至制造方驗收,這與正常的閥門一樣,另一種是貨到現場后,開箱驗收。需要注意的是很多小型企業只會貨到現場驗收,這樣如果發現不符合要求的,需要返廠處理的,額外產生費以外,還有可能會給施工周期帶來影響。 根據所采購的設備數據,以及制造商提供的λsd、λsu、λdd、λdu等等相關的數據進行SIL定級驗證,驗證后的數據與GB50770里的安全儀表功能的完整性等級表對比,如果符合要求,則認定SIS為正確的系統,如果不符合,則需要通過對所選的儀表進行重新設計(一般需要設計院出具設計變更),設計在此時可能會考慮增加設備來滿足要求,如增加變送器、增加執行器、邏輯改為二取二或三取二等方式來滿足各SIF回路的正確性。 檢測儀表與執行器的安裝調試按常規儀表進行安裝,但調試必須有獨立的調試記錄,控制系統的安裝也ESD類似,同樣涉及到調試的,必須的調試記錄及調試報告。常見的調試記錄有:J601變送器、轉換器調校記錄;J603調節閥、執行器、開關閥調校記錄;J604指示、記錄儀調校記錄;J605熱電偶、熱電阻調校記錄;J614DCS基本功能檢測記錄;J615報警、聯鎖系統及可編制程序控制器(PLC)調試記錄;J616檢測、調節系統及DCS調試記錄;在J617DCS機柜、儀表盤、操作臺安裝記錄等等,各施工單位使用的表格可能有出入,但不影響其使用,在SIS投用前,還需要做聯鎖回路測試,完成后填寫儀表聯鎖確認表,大型的裝置聯鎖一般由設備專業牽頭,如果只是簡單的儀表聯鎖,則由自控專業聯同工藝專業人員共同完成。并填寫儀表聯鎖確認表。 至此,SIS系統調試完成即可以投入使用,在投入使用的時候后,我們需要做的是對SIS系統進行管理,有過ESD的管理經驗的人,對SIS的管理是完全可以理解的,還有一部分小企業,第一次接觸SIS的更加需要注意了,SIS的管理必須落實下去,主要涉及到為安全生產需要聯鎖變更。常見的是工作票制度,各單位不同,使用的作業票也都大同小異,如儀表聯鎖變更表、儀表聯鎖臨時工作票、儀表聯鎖工作票。工作票在作出安全措施后,逐級審批,最終在執行時,還需要兩人作業。各單位組織架構不同,審批級別不同,相關的聯鎖類表格還需要跟自己單位的組織結構結合起來。 安全生產不能完全依賴SIS,SIS只是能安全生產多加了一道保障,所以在SIS管理上,中小型企業必須重示起來,既然我們增設SIS,我們就要好好的用起來,讓其在安全生產中發揮出他的作用。