陈志飞

(中国石化长城能源化工(宁夏)有限公司，宁夏 银川 750041)

安全仪表系统(SIS)是广泛应用于过程工业危险装置中的保护系统，事实上很多化工企业虽配置了相应的SIS，解决了安全功能问题，但安全功能是否能可靠执行不得而知，反观之前则更侧重于SIS的有无问题，很少涉及安全完整性等级(SIL)评估问题。实际上SIL等级作为SIS中的重要组成部分，在IEC61508[1]和IEC61511[2]或者对应中国标准中都有详细规定,特别对在役的“两重点一重大”生产装置或设施[3]开展安全仪表功能(SIF)回路SIL等级评估有着重大的安全意义。

1 SIL相关概念

1.1 SIL等级划分

SIL等级一般分为SIL1～SIL4，其中SIL4等级最高，过程工业SIF回路一般不会超过SIL3。SIL等级针对SIF回路而言包括： 传感器、逻辑控制器和执行机构三个部分，采用平均失效概率(PFDavg)衡量，PFDavg与SIL对应等级见文献[4]所列，计算如式(1)所示：

PFDavg=∑PFDS+∑PFDL+∑PFDFE

(1)

式中：PFDS——传感器平均失效概率；PFDL——逻辑控制器平均失效概率；PFDFE——执行机构平均失效概率。

1.2 硬件结构约束

硬件结构约束的安全完整性由仪表类型、安全失效分数(SFF)和硬件故障裕度(HFT)共同决定。在SIL等级评估中考虑到系统性失效对安全完整性的影响，以及随机失效率数据的准确性等因素，有必要从结构配置上做出最低约束和限制。

A类设备是指结构简单的设备如继电器、压力开关、阀门、安全栅等；B类设备指结构复杂，或者采用处理器技术的设备如DCS，PLC，智能变送器等[5]。文献[6]中A类安全相关子系统结构约束要求见表1所列，B类安全相关子系统结构约束要求见表2所列。

表1 A类安全相关子系统结构约束要求