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企業(yè)要不要設(shè)置SIS？
發(fā)布時間：
2023-09-21 14:22
SIS是安全儀表系統(tǒng)（Safety Instrumented System）的簡稱，由傳感器、邏輯控制器和執(zhí)行器組成，用來實現(xiàn)一個或多個SIF的儀表系統(tǒng)。SIF（Safety Instrumented Function）安全儀表功能，是由安全儀表系統(tǒng)（SIS）實現(xiàn)的安全功能。
根據(jù)保護層模型（洋蔥模型）我們知道，工業(yè)化生產(chǎn)的安全保護層由內(nèi)到外分為多層次保護。內(nèi)層最核心的是工藝設(shè)計，而SIS位于基本過程控制系統(tǒng)（BPCS）外面，即當BPCS和報警響應(yīng)都失效或未能控制風(fēng)險的情況下，SIS作為獨立保護層起作用。
SIS與BPCS的區(qū)別在于：BPCS執(zhí)行基本過程控制功能，一般由DCS或PLC程序控制實現(xiàn)，可以動態(tài)和連續(xù)的監(jiān)控生產(chǎn)的各項儀表參數(shù)的運行情況，并實現(xiàn)對儀表參數(shù)的控制和聯(lián)鎖，以保證生產(chǎn)在工藝控制范圍內(nèi)運行，確保產(chǎn)量、質(zhì)量和安全。
SIS則是靜態(tài)、觸發(fā)式的監(jiān)控重大風(fēng)險點的參數(shù)運行狀態(tài)，當BPCS失效或不滿足控制安全風(fēng)險的要求時，根據(jù)SIF的設(shè)置，SIS動作以防止危險的發(fā)生或減輕事故造成的后果。由此來看，SIS是當前面的工藝設(shè)計、BPCS、報警和人員響應(yīng)失效或無法滿足控制安全要求時觸發(fā)動作，它對化工生產(chǎn)的安全，尤其是重大風(fēng)險點的防控至關(guān)重要。
BPCS是生產(chǎn)控制系統(tǒng)，它是在生產(chǎn)范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)、報警和聯(lián)鎖。而SIS觸發(fā)就屬于生產(chǎn)事故，應(yīng)納入事故處理范圍。
二、現(xiàn)有的法律法規(guī)和文件標準要求
《關(guān)于加強化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見》（安監(jiān)總管三【2014】116號文）中，明確對于新建項目涉及“兩重點一重大”的要設(shè)計符合要求的安全儀表系統(tǒng)。對于涉及“兩重點一重大”的在役生產(chǎn)裝置，要在全面開展HAZOP分析的基礎(chǔ)上，通過風(fēng)險分析確定安全儀表功能及其風(fēng)險降低要求。
AQ/T 3033《化工建設(shè)項目安全設(shè)計管理導(dǎo)則》規(guī)定，SIL定級、SRS編制及SIL驗證應(yīng)納入《建設(shè)項目安全設(shè)計管理計劃》。SIL定級應(yīng)確定每個SIF及其所需要的SIL等級，應(yīng)針對工藝過程特定事件，結(jié)合HAZOP分析結(jié)果確定。
AQ/T 3034《化工過程安全管理導(dǎo)則》規(guī)定，企業(yè)應(yīng)根據(jù)工藝過程危害辨識和風(fēng)險評估結(jié)果，安全儀表系統(tǒng)安全完整性等級（SIL）評估結(jié)果，確定安全儀表系統(tǒng)的裝備。涉及重點監(jiān)管危險化工工藝的新建項目應(yīng)按照GB/T 21109和GB/T 50770等標準開展安全儀表系統(tǒng)設(shè)計。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督總局第40號令要求，對涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級或者二級重大危險源，應(yīng)設(shè)置獨立的安全儀表系統(tǒng)。
三、企業(yè)設(shè)置SIS的依據(jù)以及LOPA分析的應(yīng)用
根據(jù)現(xiàn)有的法律法規(guī)和標準文件等要求，是不是凡是涉及“兩重點一重大”的生產(chǎn)項目都要設(shè)置SIS呢？答案顯然不是。實際上，根據(jù)前面的文件標準要求，重點監(jiān)管危險化學(xué)品并不在強制要求，只有當危險化學(xué)品的儲存量達到重大危險源的標準時，才會按照重大危險源來管理。另外三、四級重大危險源，涉及重點監(jiān)管危險化工工藝，涉及一級、二級重大危險源的，在設(shè)置SIS之前，應(yīng)在HAZOP分析的基礎(chǔ)上，對涉及的重大危險場景進行定量分析，即我們所說的LOPA分析。并在LOPA分析的同時，確認已有安全措施和保護層的設(shè)置情況，才能最終確定SIS設(shè)置哪些SIF，以及這些SIF的等級。
保護層分析（LOPA）的目的是在定性危險分析的基礎(chǔ)上，進一步對具體的場景的風(fēng)險進行相對量化（準確到數(shù)量級）的研究，包括對場景的準確表述及識別已有的獨立保護層，從而判定該場景發(fā)生時系統(tǒng)所處的風(fēng)險水平是否達到可容許風(fēng)險標準的要求，并根據(jù)需要增加適當?shù)谋Ｗo層，以將風(fēng)險降低至可容許風(fēng)險標準要求的水平。
所以到底要不要設(shè)置SIS，怎么設(shè)置SIS是由LOPA分析結(jié)論確定的。當然LOPA分析必須符合前面說的文件標準的要求。如果已有保護層的設(shè)置已經(jīng)可以將風(fēng)險降低到可容許標準內(nèi)，則SIF的SIL等級也會相應(yīng)降低。我們知道SIL等級分為4級，分別是SIL1-SIL4。在實踐中，我們通過LOPA分析發(fā)現(xiàn)，有些不屬于文件強制要求的SIF的風(fēng)險降低因子（RRF）值小于等于10，則我們會將其SIL等級定義為SIL0級，即該SIF也可以使用BPCS等級來替代。如果已有保護層設(shè)置不足，在LOPA分析建議中應(yīng)根據(jù)洋蔥模型，遵循由內(nèi)到外的設(shè)置原則，優(yōu)先使用主動保護層、BPCS級保護層等。
四、目前企業(yè)SIS設(shè)置的現(xiàn)狀
根據(jù)安監(jiān)總管三【2014】116號文《關(guān)于加強化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見》要求，從2018年1月1日起，所有新建涉及“兩重點一重大”的化工裝置和危險化學(xué)品儲存設(shè)施要設(shè)計符合要求的安全儀表系統(tǒng)。其他新建化工裝置、危險化學(xué)品儲存設(shè)施安全儀表系統(tǒng)，從2020年1月1日起，應(yīng)執(zhí)行功能安全相關(guān)標準要求，設(shè)計符合要求的安全儀表系統(tǒng)。
在實踐中我們看到，不管是HAZOP分析還是LOPA分析，都是基于國家最基本的安全要求而開展的分析并最終給出的建議。筆者想提醒的是，HAZOP和LOPA分析的建議項其實是對安全最底線的建議要求，各個企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的實際情況和長期生產(chǎn)經(jīng)驗，盡可能在分析討論中完善自身的控制方案。簡單來說就是企業(yè)的最終實施方案的安全標準應(yīng)等于或大于風(fēng)險分析的結(jié)果。
另外，在開展HAZOP和LOPA分析時，使用什么樣的風(fēng)險評估矩陣非常重要。根據(jù)標準要求，各個企業(yè)應(yīng)制定適合自己企業(yè)的單一場景可容許標準。實踐中，大部分企業(yè)是沒有自己的風(fēng)險評估矩陣的。這就要求開展風(fēng)險分析的單位和個人必須在分析之前，與業(yè)主確定本次分析的風(fēng)險評估矩陣。我們經(jīng)常看到一些分析報告，因為采用了不適合的風(fēng)險評估矩陣而造成分析結(jié)果的偏差。
綜上所述，企業(yè)設(shè)置SIS應(yīng)根據(jù)HAZOP和LOPA分析結(jié)論，在符合國家法律法規(guī)要求的基礎(chǔ)上設(shè)置能滿足企業(yè)自身實際的安全儀表系統(tǒng)。規(guī)范文件只是最基本的要求，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身不同情況、不同風(fēng)險點和風(fēng)險容許標準，在LOPA分析的基礎(chǔ)上，從嚴設(shè)置SIS，確保風(fēng)險可控和生產(chǎn)安全。
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