安全仪表系统SISSIL定级及验算方法

危化企业高温高压，有毒有害。安全联锁系统（SIS）是阻止事故发生最关键的一个环节。那么什么样的安全联锁系统（SIS）算是合格的系统呢，怎么评价一个安全联锁系统是否具备真正的保护作用，除了安全联锁系统（SIS）具有安全认证、冗余性、容错性和故障安全性以外，最有效的评估手段只有SIL定级和验算，SIL定级和验算是针对每一个联锁回路的（SIF），只有回路全部合格了，才是一个有效的保护层。所以SIL验算是整个安全仪表系统（SIS）是否合格的最有力证明。Em唯叩印Re叩trnse社急响应Plant Response..|J繁急响应、Saktyhislrumentcd5.闻eni安全仪表Alarms,OperaiorInierventMn报警♦即出骅工艺过程'二c'仪控信息港SIL定级太简单了，直接说验算吧。.L信性柩图可靠性框图是一种传统.L信性柩图可靠性框图是一种传统的可靠性分析方法，它用图形的方式来表一示系统内部件的串井联关系,具有简单、清晰直观的特点a.故障树分析法故障树是跟据布尔逻辑三图表示系统的特定故障（称为顶上事件3它对故障发生的基本原因进行推理分析，然后建立从结果到原因描述故障的有向逻辑图。3.3尔可夫模型系统由一种状态以某种

概率转移到另一种状态，

无论发生失戏还是进行

维修，状态之间的转换

用箭头转移弧表示，并

标注相应的失效率或维

修率，从而描述了系统

随时间登布的行当|仃泾信息淫问题1:目前存在一个认知的误区，就是一味的追求传感器和切断阀的 SIL等级，这是外行人的行为。制约一个回路最关键的因素是联锁仪表的结构形式，而非单台仪表的SIL等级。也就是我们常说的1oo2D、2oo3、2oo4D等，任何一个低SIL级别的仪表，通过联锁结构，可以搭建成为高级别回路。举个极端的例子，没有SIL级别的传感器，通过1oo3、1oo4或1oo5可以搭建成SIL2甚至SIL3的回路。危於可蠢端危於可蠢端问题2：假认证（无效认证）满天飞，目前安全认证最权威的是TUV，如果你想选，那就选TUV认证的。一些企业盲目追求安全认证，还不想花钱，催生了一批山寨认证。一个最破旧的磁浮子液位计，竟然有“SIL3认证”，售价几百块，获得了很多企业的青睐。高端仪表怎么和它PK?硬生生的掐断了一些真正高质量的仪表厂商活路的同时，给自己埋下了事故的种子。

问题3:计算人员过分依靠软件，目前最权威的软件为 exSILentia，即使它的失效数据库，其实可信度也不高。这些数据从哪里来，大部分是仪表厂商自己提供的，也有一部分是软件公司收集的，他们的收集只能从企业。这些数据库有多大的可信度值得商榷。权威软件如此，国内一些小软件，只能是东施效颦。最主要的是，企业所使用的设备绝大部分没有在这个数据库中。问题4：其实就SIS系统本身来讲，其可靠性和可用性都差不多，失效数据不会差距太多。但是现场仪表和切断阀差别太大了 ，绝大部分的仪表设备可靠性还是很强的，其90%的失效，来自非仪表本身，是工艺变化、仪表取压管线、安装问题以及环境变化（比如冻凝）等等引起的；切断阀本身的故障其实也是非常小的，一个有SIL2认证的阀门，带上继电器、电磁阀、气控阀、锁止阀，能达到SIL1就不错了（切断阀越简单，安全性越高）。另外对于一个切断阀来说最主要的故障是工艺介质造成的阀门卡涩，造成紧急关闭功能失效，另外气路部分太复杂，而且千变万化，哪个阀门的认证是把气路元件一起认证的？所以，仅仅靠软件分析的结果和实际使用的绝对是不相符的，后面两台电磁阀连接方式可以说明，虽然你选了电磁阀1oo2或者2oo2，一个气路连接改变，让所有选项全白费。问题5：第五个问题是做SIL验算的人员缺乏仪表自控的工程经验，做SIL验算需要对联锁逻辑及各种仪表设备的功能都要非常熟悉，如果连起码的仪表不认识，联锁功能都看不懂，何谈SIL验算，这是最尴尬的问题。闲话少叙，直接上图，说一个联锁回路（SIF）验算的过程：一、联锁逻辑图分析这是一个最常见的加氢装置的泄压联锁逻辑，做验算前，首先要分析这个联锁逻辑是否正确。是否是故障安全型设计，是否能达到泄压的功能。下图是一台压缩机联锁保护，分析分析。二、仪表分析这是四台测量同一流量的仪表，2oo3做联锁，一个做控制，究其仪表本身的失效概率一定是很低的，但是绝大部分失效是其它原因，这个原因你在失效数据库中绝对找不到，就完全靠工程师的专业知识。

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这个最常见的切断阀和它的气路图。上面带有诸多附件，任何一个失效，则造成联锁的“拒动”或者“误动”，要计算这个阀门的SIL等级，必须把所有附件的失效概率全部加起来，这就可以了吗。其实远远不够，还有很多工作。

这是一个普通的联锁阀，外表看着相同的切断阀，其电磁阀链接有多种形式。其失效概率也是天壤之别。上图一个简单的电磁阀，有以下四种气路结构，结构不一样，SIL等级差别很大。对切断阀气路不了如指掌，怎么算。链接方法一、并联电磁阀，正常带电，两个都失电联锁启动SV2链接方法二、正常不带电，只要有一个带电，联锁动作

SV2链接方法三、正常带电，只有两个都失电，联锁才动作SV2链接方法四、正常带电，任何一个失电都动作下图是一个427度氧气和氢气之间的切断阀，三个阀门串联，安全性够高吧。怎么算它的安全等级呢，只有算出每个阀门的失效概率，再按1oo3计算整个阀门的SIL等级。PV-1BKV-20（Mar?D-lj«XAM*XV-10 W-9W-SME-10A仃一氢KV-24（a»e）XV-L9XV-37「:；KV-39—1^-30□——HE:：＜|C-13D就*t*禺* 1知-14PV-1BKV-20（Mar?D-lj«XAM*XV-10 W-9W-SME-10A仃一氢KV-24（a»e）XV-L9XV-37「:；KV-39—1^-30□——HE:：＜|C-13D就*t*禺* 1知-14每个阀门的附件有这些这些数据，在exSILentia计算软件也会有，但是由于切断阀的气路千差万别，仅仅靠这些数据，绝对是错误的。

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