企业要不要设置SIS？.docx

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1、企业要不要设置SIS?目录编者按1?什么是SIS,它的功能和作用是什么1?现有的法律法规和文件标准要求2?企业设置SIS的依据以及LOPA分析的应用3?目前企业SIS设置的现状4?到底哪些情况需要上安全仪表系统(SIS)? 4?总结9编者按笔者在与化工企业开展HAZOP、LOPA分析交流的时候，大家最关心的问 题是：“我们企业到底要不要设置SIS,如何设置？”其实原国家安监总局和各个 地方都出台过相应的规范和要求，笔者结合自己的实践，谈谈对这个问题的认 识。要理清这个问题，我们从四个方面来进行探讨：一、到底什么是SIS,它的功能和作用是什么？二、现有的法律法规和文件标准要求是什么？三、设置SI

2、S的依据以及LOPA分析的应用；四、目前企业设置SIS的现状。什么是SIS,它的功能和作用是什么SIS是安全仪表系统(SafetylnStnImentedSyStem)的简称，由传感器、逻辑 控制器和执行器组成，用来实现一个或多个SlF的仪表系统。SIF(Safety Instrumented FUnCtiOn)安全仪表功能,是由安全仪表系统(SlS)实现的安全功能。根据保护层模型(洋葱模型)我们知道，工业化生产的安全保护层由内到外分 为多层次保护。内层最核心的是工艺设计，而SIS位于基本过程控制系统(BPCS) 外面，即当BPCS和报警响应都失效或未能控制风险的情况下，SIS作为独立保 护层

3、起作用。SIS与BPCS的区别在于：BPCS执行基本过程控制功能，一般由DCS或PLC 程序控制实现，可以动态和连续的监控生产的各项仪表参数的运行情况，并实 现对仪表参数的控制和联锁，以保证生产在工艺控制范围内运行，确保产量、 质量和安全。SlS则是静态、触发式的监控重大风险点的参数运行状态，当BPCS失效或 不满足控制安全风险的要求时，根据SIF的设置，SIS动作以防止危险的发生或 减轻事故造成的后果。由此来看，SIS是当前面的工艺设计、BPCS、报警和人员 响应失效或无法满足控制安全要求时触发动作，它对化工生产的安全，尤其是 重大风险点的防控至关重要。BPCS是生产控制系统，它是在生产范围

4、内进行调节、报警和联锁。而SIS 触发就属于生产事故，应纳入事故处理范围。保护层现有的法律法规和文件标准要求关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见（安监总管三【2014】116 号文）中，明确对于新建项目涉及“两重点一重大”的要设计符合要求的安全仪 表系统。对于涉及“两重点一重大”的在役生产装置，要在全面开展HAZOP分析的 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。AQ/T 3033化工建设项目安全设计管理导则规定，SlL定级、SRS编制 及SIL验证应纳入建设项目安全设计管理计划。SIL定级应确定每个SIF及其所需要的SIL等级,应针对工艺过程特定事件， 结合HAZOP分析结果

5、确定。AQ/T3034化工过程安全管理导则规定，企业应根据工艺过程危害辨识 和风险评估结果，安全仪表系统安全完整性等级(SIL)评估结果，确定安全仪表 系统的装备。涉及重点监管危险化工工艺的新建项目应按照GB/T 21109和GB/T 50770 等标准开展安全仪表系统设计。国家安全生产监督总局第40号令要求，对涉及毒性气体、液化气体、剧毒 液体的一级或者二级重大危险源，应设置独立的安全仪表系统。?.企业设置SIS的依据以及LOPA分析的应用根据现有的法律法规和标准文件等要求，是不是凡是涉及“两重点一重大” 的生产项目都要设置SIS呢？答案显然不是。实际上,根据前面的文件标准要求， 重点监管危

6、险化学品并不在强制要求，只有当危险化学品的储存量达到重大危 险源的标准时，才会按照重大危险源来管理。另外三、四级重大危险源，涉及 重点监管危险化工工艺，涉及一级、二级重大危险源的，在设置SIS之前，应在 HAZOP分析的基础上，对涉及的重大危险场景进行定量分析，即我们所说的 LoPA分析。并在LOPA分析的同时，确认已有安全措施和保护层的设置情况， 才能最终确定SIS设置哪些SIF,以及这些SIF的等级。保护层分析(LoPA)的目的是在定性危险分析的基础上，进一步对具体的场 景的风险进行相对量化(准确到数量级)的研究，包括对场景的准确表述及识别已 有的独立保护层，从而判定该场景发生时系统所处的

7、风险水平是否达到可容许 风险标准的要求，并根据需要增加适当的保护层，以将风险降低至可容许风险 标准要求的水平。所以到底要不要设置SIS,怎么设置SIS是由LOPA分析结论确定的。当然 LOPA分析必须符合前面说的文件标准的要求。如果已有保护层的设置已经可以 将风险降低到可容许标准内，则SlF的SIL等级也会相应降低。我们知道SlL等 级分为4级，分别是SILLSIL4。在实践中，我们通过LOPA分析发现，有些不 属于文件强制要求的SIF的风险降低因子(RRF)值小于等于10,则我们会将其 SIL等级定义为SILO级，即该SIF也可以使用BPCS等级来替代。如果已有保护 层设置不足，在Le)PA

8、分析建议中应根据洋葱模型，遵循由内到外的设置原则， 优先使用主动保护层、BPCS级保护层等。?.目前企业SlS设置的现状根据安监总管三【2014】116号文关于加强化工安全仪表系统管理的指 导意见要求，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。在实践中我们看到，不管是HAZOP分析还是LOPA分析，都是基于国家最 基本的安全要求而开展的分析并最终给出的建议。笔者想提醒的是，HAZOP和LOPA

9、分析的建议项其实是对安全最底线的建 议要求，各个企业应根据自己的实际情况和长期生产经验，尽可能在分析讨论 中完善自身的控制方案。简单来说就是企业的最终实施方案的安全标准应等于或大于风险分析的结 果。另外，在开展HAZOP和LOPA分析时，使用什么样的风险评估矩阵非常重 要。根据标准要求，各个企业应制定适合自己企业的单一场景可容许标准。实践中，大部分企业是没有自己的风险评估矩阵的。这就要求开展风险分析的单位和个人必须在分析之前，与业主确定本次分 析的风险评估矩阵。我们经常看到一些分析报告，因为采用了不适合的风险评估矩阵而造成分 析结果的偏差。?.到底哪些情况需要上安全仪表系统(SIS)?最近化工

10、圈里关于安全仪表系统(SlS)成了热点，围绕着安全仪表系统展开 了很多讨论，热点问题主要集中在以下几个方面：(1)安全仪表系统到底是个什么东西，主要包括哪些内容；(2)什么情况下必须要上安全仪表系统；（3）安全仪表系统和工艺生产的其他系统（DSC、BPCS等）又是什么关系；（4）安全仪表系统的各个组成部分能不能被其他过程共用；围绕着上述四个问题，我们来针对每个问题进行详细说明和论述，抛砖引 玉：首先，我们来回答第一个问题，即安全仪表系统到底是什么，主要包含 哪些内容。说白了就是弄清楚安全仪表系统的概念和定义问题，在GB-T 50770-2013石油化工安全仪表设计规范和GB-T 21109.1

11、-2007过程工业领 域安全仪表系统的功能安全第1部分框架、定义、系统、硬件和软件要求对 安全仪表系统中的定义都是一样的，即安全仪表系统：用来实现一个或几个安 全仪表功能的仪表系统，安全仪表系统可以由传感器、逻辑运算器和最终执行 元件的任何组合组成。（SIF）：为了防止、减少危险事件发生或保持过程安全状态，用测量仪表、逻辑 控制器、最终元件及相关软管等实现的安全保护功能或安全控制功能。那么我们就明白了，所谓的安全仪表系统无非就是集成了一个或多个安全 仪表功能的大系统而已，在这个大系统里面，各个子系统（安全仪表功能）各司其 职，各个完成自己的任务而已。各个子系统通过侦察（测量仪表）+研判（逻辑控

12、制 器）+实施（最终元件）来完成一个安全功能。关于安全仪表系统（SlS）主要内容，这里面有两层含义，第一层含义就是组 成上，即安全仪表系统主要包含传感器、逻辑运算器和最终执行元件。第二层 含义就是功能上来讲的，就是到底哪些系统属于安全仪表系统的范围，这个在 标准上没有找到明确的划分，但是在2014年国家安监总局发布的116号文关 于加强化工安全仪表系统管理的指导意见，里面明确指出安全仪表系统包括 安全联锁系统(Safety interlocking SyStem)、紧急停车系统(EmergenCyShUtdoWn DeViCe)和有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统(GaS Detection

13、 System, Fire detection and Protection Systems)等。即化工厂区的安全联锁系统、紧急停车系 统、有毒有毒可燃气体检测系统、火灾探测及保护系统都属于安全仪表系统的 范围了。第二，也是大家们最困惑的就是到底在什么情况下必须要上安全仪表系 统，这对于老厂区改造和新项目来说，都是比较关注的一个问题。关于这方面 标准规范和国家条文等规定的也比较乱，不统一，我觉得有必要来归纳总结一 下，先把相关的标准条文列举如下：安监总局令(2011) 40号 危险化学品重大危险源监督管理暂行规定(一)重大危险源可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置，一级或者二级 重大危险源，

14、具备紧急停车功能。(二)一级或者二级重大危险源，装备紧急停车系统；(三)涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备 独立的安全仪表系统(SIS)；安监总管三(2012) 87号关于开展提升危险化学品领域本质安全水平 专项行动的通知1高度危险和大型生产装置要装备紧急停车系统。安监总管三(2013) 76号关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管 理(十九)新建化工装置必须设计装备自动化控制系统。应根据工艺过程危险和 风险分析结果，确定是否需要装备安全仪表系统。涉及重点监管危险化工工艺 的大、中型新建项目要按照过程工业领域安全仪表系统的功能安全 (GB/T21109)和石油化

15、工安全仪表系统设计规范(GB50770)等相关标准开展 安全仪表系统设计。安监总管三(2014) 116号关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见 (十二)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，要按照本 指导意见的要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统。(十三)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。国办发2016) 88号危险化学品安全综合治理方案21.涉及“两重点一重大”的化工装置必须装备安全仪表系统，危险化学品 重大危险源必须建立健全安全监测监控体系。安监总管三(2017) 121号化工和危险化学品生产经营单位重大生产安 全事故隐患判定标准五、构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未实现紧急切断功能； 涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级、二级重大危险源的危险化学品罐 区未配备独立的安全仪表系统。总结以上的条文规定，只要属于“两重点、一重大”的化工装置和危险化 学品储存设施都需要设计安全仪表系统(SIS),不属于“两重点、一重大”的化 工装置和危险化学品储存设施应执行功能安全要