郑君

化工安全仪表系统是什么？安全仪表功能和安全完整性等级又指什么？说起这些概念，可能许多从事化工行业安全管理的人员并不十分清楚。然而安全仪表系统在安全生产中却发挥着重要作用。

到底有哪些重要作用呢？为全面介绍化工安全仪表系统，中国化学品安全协会在2015年7月30日，组织业内专家、学者以及企业的安全管理人员，召开了化工安全仪表系统管理研讨会，共同探讨如何推进化工安全仪表系统在我国的应用。

安全仪表系统

危险情况由静变动

化工安全仪表系统（Safety Instrumented System，简称SIS）包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等。

安全仪表系统独立于过程控制系统（例如分散控制系统等），生产正常时处于休眠或静止状态，一旦生产装置或设施出现可能导致安全事故的情况时，能够瞬间准确动作，使生产过程安全停止运行或自动导入预定的安全状态。

这是国家安全监管总局于2014年11月发布的《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》（安监总厅管三〔2014〕116号）中，对化工安全仪表系统的定义。

参与起草该文件的中国石化安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室副主任、高级工程师李玉明介绍说，化工安全仪表系统的作用是降低风险，主要通过降低后果发生的概率来实现。其特点为正常状况下是静态的、被动的，危险情况出现时由静变动，正确完成预定功能。

因此，安全仪表系统要求有正确的安全功能（即安全仪表功能SIF）和良好的可靠性（安全完整性等级SIL，SIL等级由低到高分4级，最高等级为SIL4，不同等级安全仪表回路在设计、制造、安装调试和操作维护方面技术要求不同）。

安全仪表系统作为化工安全保护层中的一层，若要正常发挥作用，必须有很高的可靠性（即功能安全）和规范的维护管理。如果安全仪表系统失效，往往会导致严重的安全事故。近年来，发达国家发生的重大化工（危险化学品）事故，大都与安全仪表失效或设置不当有关。

李玉明以2005年12月11日，英国邦斯菲尔德发生的油库爆炸火灾事故为例，介绍了安全仪表失灵导致的严重后果。邦斯菲尔德油库爆炸火灾事故，是欧洲迄今为止发生的最大的爆炸火灾事故，共烧毁大型储油罐20余座，43人受伤，无人员死亡，直接经济损失2.5亿英镑。事故原因是储罐装满时，自动测量系统的（ATG）报警系统没有启动，储罐独立的高高液位开关也未能自动开启切断储罐的进油阀门，致使油料从灌顶溢出泄漏，油料挥发形成蒸气云，遇明火发生爆炸、起火。

平衡安全与效益

2015年7月，国家安全监管总局在江苏开展了一次督导督查活动，中国石油抚顺石化公司的高级工程师高峰作为随行专家，参与了这次活动，活动中还对企业应用安全仪表系统的情况进行了抽查。

结果如何？高峰给出了三组数据：某企业催化装置的安全仪表系统评估为适度保护49%，过保护43%，欠保护8%;某企业加氢改质装置的安全仪表系统评估为适度保护48%，过保护52%，欠保护0%;最好的是某企业重催装置的安全仪表系统评估，适度保护80.6%，过保护6.5%，欠保护12.9%。

过保护容易造成装置非计划停车，即误动，给企业带来不必要的损失，而欠保护则是安全仪表系统当动不动，即拒动，容易引发事故，这两者都是企业不愿见到的。

还有的企业反映，在安全仪表系统的实际应用中发现，有些局部装置的联锁动作，会引起整个系统的波动或者更严重的后果。如何解决这种问题？专家们建议，可以对全装置或整个系统定期进行HAZOP分析，定期对保护层的安全功能进行评估，重新分配安全仪表系统的安全功能，以减少类似情况的发生。

李玉明在发言中指出，若要减少安全仪表系统应用中过保护、欠保护的问题，需要从源头入手，在设计阶段进行充分的风险分析，如HAZOP（危险与可操作性）分析、LOPA（保护层）分析，找出可能导致危险事件的原因和后果，结合企业的风险降低要求，设计风险降低措施。

作为拥有多年安全仪表系统设计经验的中国成达工程有限公司（原化八院）自控室主任曾裕玲，在发言中说道，目前，我国已经拥有了部分安全仪表系统的相关标准，如GB/T20438-2006《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》、GB/T21109-2007《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》等，这两部国标是等同翻译的国外两部重要的安全仪表系统标准。目前，我国安全仪表系统设计面临的问题之一是基础数据的建立，如设备和仪表失效概率数据库的建立。“我们目前设计，还得参考国外的相关数据库。”

此外，安全仪表系统安装后，定期进行检验测试是保障其功能可靠性的重要手段。“有的安全仪表安装了十年后，都没有检测过，甚至从装置安装好后，就没有检测校验过安全仪表系统的功能安全。”李玉明颇为无奈地说道，“这如何能保证安全仪表系统可靠地执行所有的安全仪表功能呢？”

国家安全监管总局总工程师王浩水出席了本次研讨会，在听完各位代表的发言后，他总结说，目前，我国安全仪表系统及其相关安全保护措施在设计、安装、操作和维护管理等生命周期各阶段，还存在危险与风险分析不足、设计选型不当、冗余容错结构不合理、缺乏明确的检验测试周期、预防性维护策略针对性不强等问题，规范安全仪表系统管理工作亟待加强。“尤其是随着我国化工装置、危险化学品储存设施规模大型化、生产过程自动化水平逐步提高，同步加强和规范安全仪表系统管理，就显得十分紧迫和必要。”

王浩水首先提出，要加快安全仪表系统功能安全相关技术和管理人才的培养。“最关键的是要重视人才的培养，我国安全仪表系统方面的人才还比较缺乏，有的企业请设计院进行工艺安全设计时，甚至提不出明确的安全风险等级控制要求。”

因此，王浩水要求涉及“两重点一重大”（即重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源）在役生产装置的化工企业和危险化学品储存单位，要尽快培养一批具备专业技术能力、掌握相关标准规范的工程技术人员，满足开展和加强化工安全仪表系统功能安全管理工作的需要。

其次，国家安全监管总局提出要尽快做好安全仪表系统的设计、制造、安装调试、维护保养、人才认证等方面的国外标准等同转化工作，推动形成并完善符合我国国情的功能安全技术标准体系和认证体制机制。

在国家安全监管总局《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》中规定：

从2016年1月1日起，大型和外商独资合资等具备条件的化工企业，新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施，要按照标准设计符合要求的安全仪表系统。

从2018年1月1日起，所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施，要设计符合要求的安全仪表系统。

其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统，从2020年1月1日起，应执行功能安全相关标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。

为促进这一时间表计划变为现实，在该研讨会上，中国化学品安全协会还聘请了74名安全仪表系统专家，作为技术力量，协助政府推动这一工作。

编辑   郑 君