安全仪表系统SIL定级技术浅析

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安全仪表系统SIL定级技术浅析

原创

2020-09-24 12:00:00

技术文章

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安全仪表系统（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，是化工企业实现工艺装置运行安全的重要手段。近年来，国内外化工行业惨痛事故教训频发，SIS系统的重要性得到了前所未有的重视和定位，原国家总局陆续出台40号令及116号文，目前各省市自治区应急局也正在紧锣密鼓地开展督查和整改工作，如何合理运用SIS系统成了化工企业面临的紧迫难题。

116号文指出，化工企业要在HAZOP分析基础上，通过风险分析确定安全仪表功能及其风险降低要求，并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风险降低要求。这里为企业明确指出了SIS系统的运用方向，通过开展SIL定级和SIL验证，即SIL评估来确保SIS系统运用的准确性和可靠性。本文重点讲述SIL定级技术应用。

SIL即安全完整性等级（Safety Integrity Level），是对安全仪表功能SIF风险降低绩效水平的量度。通俗来讲，SIF是运行在SIS系统中的安全联锁回路，运行模式分为低要求模式、高要求模式和连续模式。IEC61511标准指出，过程工业中的SIS运行模式为低要求模式（Low Demand Mode）。

低要求模式下SIL根据要求时的平均失效概率PFDavg（Average Probability of Failure on Demand）划分为四个离散等级，其中以SIL4的安全绩效水平最高。RRF是PFDavg的倒数，业内通常以该指标衡量SIL定级结果。

安全完整性等级：目标失效量
安全完整性等级（SIL）	要求时的平均失效概率（PFDavg）	目标风险降低（RRF）
4	≥10^-5～＜10^-4	＞10000～≤100000
3	≥10^-4～＜10^-3	＞1000～≤10000
2	≥10^-3～＜10^-2	＞100～≤1000
1	≥10^-2～＜10^-1	＞10～≤100

表1 安全完整性等级: 低要求模式下SIF目标失效水平

IEC61511标准中有明确阐述和示例，SIL定级方法包括风险矩阵法、风险图法、保护层分析(LOPA)法。基于SGS丰富的工程经验，三种方法的区别总结如下：

1）技术路径：风险矩阵/风险图法为定性分析方法，保护层分析(LOPA)法为半定量分析方法；
2）输出成果：风险矩阵/风险图法的分析结果只能确定到SIL等级（例如，SIL1,SIL2）；保护层分析(LOPA)法的分析结果能确定到SIL等级和RRF值(例如，SIL2且RRF=300)；
3）对SIL验证的影响：针对定性方法的SIL定级结果，SIL验证具体到满足SIL等级即可；针对半定量方法的SIL定级结果，SIL验证具体到同时满足SIL等级和RRF值；
4）SIL定级方法使用习惯：欧美国家普遍习惯采用风险图方法开展，中国监管部门推荐选用保护层分析(LOPA)方法。

依托于强大的SGS全球功能安全能力中心SGS-TÜV GCC，SGS中国拥有第三方咨询机构中规模最大的过程安全团队，技术团队均经过了国际公认的SGS-TÜV功能工业功能安全专家/工程师认证，拥有数百套工艺装置HAZOP分析+SIL评估项目经验，服务行业涉及石油化工、煤化工、氯碱化工、油气储运、精细化工、制药、食品、钢铁及电力等各个过程工业领域。

SGS定制化解决方案：HAZOP分析&SIL评估与过程安全管理

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9.6

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