編 輯 | 化工活動家

來 源 | 石油化工自動化 SEI

作 者 | 葉向東

關鍵詞 | 安全儀表系統  詳細解讀

共 3145 字 | 建議閱讀時間 14 分鐘

導 讀

安全儀表系統（SIS）是近年來的熱門話題，也是一些學者和專業技術人員津津樂道的事兒。有人說：“SIS是保證化工生產安全極其重要的、行之有效的、不可替代的、非上不可的、國際國外的……工具和手段”。近年來的化工裝置如雨后春筍，賺錢使老板們不思安全，防范讓位給利潤，有隱患也不在意。幾次大的安全事故震驚了上上下下，于是安全監督、安全檢查等部門非常重視，接連發布若干指導文件，敦促執行，一些管理部門不時地派出專家到化工廠進行安全監督、隱患檢查，使得企業迎接檢查、整治隱患而忙個不停。不少“專家”和管理人員認為似乎只有上了SIS才能保證安全、心安理得、萬無一失，聲稱近年來危險化工工業的火災和爆炸事故原因就是沒有SIS，沒有安全評估。

SIS曾幾何時成了議論中心，近幾年來開過無數討論、解讀、解答、貫徹會議。這確實需要管理人員、技術人員靜下心來實事求是、科學客觀地動動腦子，以工程師的知識、技術，運用標準規范，排除干擾，做好工程設計，實現上級指導文件防災減災的初衷。

SIS設計到底該怎么做？石油化工、化工工廠該怎么辦？一系列相關問題使一些技術人員既明白、又含糊。本文把一些問題、質疑和討論整理一番，辨析異議。

01

安全儀表系統的來龍去脈

中國煉油工業初起時工藝專業對于安全就是非常重視的，有很多設施和手段是為了異常工況和安全運行設置的，工藝專業是多面手，稱為“龍頭”專業。聯鎖設計自然就是工藝專業的關注范圍，分成工藝聯鎖和安全聯鎖（緊急停車）。采用的設備是繼電器、模擬儀表、DCS，早年甚至還有氣動儀表；到了20世紀90年代，有了PLC，并用于邏輯控制且物美價廉，不知不覺地普及起來。開始是用于電氣邏輯控制和機床控制，接著煉油廠也開始用于聯鎖控制。先是國內美譽華公司代理銷售國外產品，并宣傳采用專用的PLC做緊急停車系統，以DIN19250標準為根據。后來國外供應商也看到了中國石油化工工業的發展，開始宣傳、推銷緊急停車用的PLC。IEC在20年前發布了IEC 61508和IEC 61511，緊急停車系統也改稱為“安全儀表系統”。

02

安全儀表系統標準的性質

國外與SIS相關的標準有DIN 19250，ISA 84.01，IEC 61508，IEC 61511等。這些標準屬于普及知識、推薦參考性質的技術標準，屬于部分可靠性理論和技術的初級本，難以用在工程設計上。GB/T 20438，GB/T 21109是直接翻譯等同采用IEC 61508，IEC 61511，比較生硬，老外看不懂，國人不明白，同樣不能直接作為工程設計規范，因此，中國石化集團公司編制了GB/T 50770-2013《石油化工安全儀表系統》，用于工程設計。編制過程中就發現IEC標準有很多不適合工程的規定，盡管根據國內外石油化工工程的實際情況做了一些調整和補充，但在IEC標準的束縛下，難以脫胎換骨，在實際工程設計中就有勉強之處。

03

誰是安全儀表系統的主人

IEC標準描述了SIS的設計、集成、運行、維護過程。包括：概念設計和定義、工程設計方案、過程風險評估與操作可行分析、系統技術規格書、基礎工程設計、詳細工程設計、招標采購、系統集成、調試驗收、現場裝配施工、操作、維護、變更及測試、停用等。不同的時期SIS的歸屬和宿主不一樣，系統多次易主，難以銜接。另外，標準里所說的工程設計是指石油化工建設項目的工程設計嗎？

04

安全儀表系統誰說了算

一個裝置該不該上SIS，由兩種方式確定：

 

一是對裝置的工藝、流程、設備、配管、儀表等進行危險與可操作分析（HAZOP），評估并確定裝置是否有SIL1，2，3的回路，如果有，則需要SIS，否則不需要SIS。

 

二是管理者（業主或保險公司）有權自行決定是否采用SIS，可以不經HAZOP分析確定決策，如果管理者說需要SIS，SIL等級也由管理者確定，該說法來自IEC61511。如果說不需要SIS，則可以不要，風險和災難后果由決策者自行承擔。

 

原國家安監局發布的一系列指令文件、通知、指導意見（相當于法令）就是第二種，例如：安監總管三［2014］116號等。

05

安全儀表系統由哪個專業負責

有人說：既然是“儀表系統”，理所應當是儀表專業的活兒了。

 

SIS原來叫安全聯鎖系統、緊急停車系統。國外工程公司分工明細，安全專業管安全，采用的安全分析方法屬于一種格式化檢查方式，有一套指導文件叫安全及風險辨識方法。有關安全的風險識別、分析、安全條件等是安全專業的事兒。

 

實際上，SIS是采用儀表實現工藝流程的安全功能，就像用儀表來實現工藝流程的過程控制一樣，過程控制方案是工藝專業決定的，安全功能是安全專業或工藝專業確定的，儀表專業僅是輔助專業。

 

歸根結底，有關安全的設計就應該是安全專業的事兒，其他專業在安全專業不具備相應專業技術知識的情況下，可以協助工作。

06

安全專業的職責

國外的安全專業同樣是后來才分出來的。IEC 615XX的兩項標準是1998年后才有的，之前歐美建石油化工廠時，也沒有安全專業按照HAZOP的方法評估和設計。近20年來歐美工程公司的設計才有安全專業，中國稍晚幾年。

 

而能夠懂專利流程、工藝流程、控制工程、測控儀表、配管、靜設備、動設備等知識的安全專業工程師鳳毛麟角，所以才有HAZOP聯席會議，把各專業招來開會，安全專業工程師當主持，按照規則清單的條條框框，讓各專業一起做評估，國內外都是這樣。國外還有一個最重要的主兒——保險公司，具有決定權。由于安全評估的工作較少，很多工程公司不養這些人，所以，安全評估公司應運而生，美其名為“第三方”公司。

 

中國自主工藝流程是考慮了安全工藝的，但是近些年來，中國的石油化工工業也引進國外專利，專利流程和工藝流程并不包括完全的安全相關設計，工藝專業不能補充完善引進的工藝流程，所以需要安全專業來做工作。

 

因為IEC標準中有“安全儀表”的字樣，于是儀表專業承擔了好多安全專業的職責。

07

為什么安全專業的事兒要拉著儀表專業？

1）SIS是采用儀表實現安全功能，就像用儀表來實現工藝流程控制一樣，過程控制方案是工藝專業決定的，儀表通過軟、硬件的選型、配置和組態實現其功能。同樣，定什么安全功能就是安全專業的事情，或者說是進一步細分到工藝、設備、安全、環保、消防等，提出目標和方案，通過儀表實現，安全方案有合理、量化要求，儀表系統才能更好地實現。

 

2）儀表專業是個解決問題的專業。從詞匯上說，標準上有儀表兩個字就似乎是儀表專業的事兒。不僅僅是設計，現在很多企業的儀表人員也做了很多專業外的事兒。看似儀表有本事，卻反映出工藝、安全等專業的缺失。

 

3）現在供需雙方互相不信任，于是找個“第三方”做法官。但是，安全評估公司有幾個是憑專業搞安全的？即便是國際知名公司、或者是知名院校的安全評估專家，有幾個是既懂安全，又懂工藝、流程、儀表、設備、配管的？有幾個做過工程設計，又有現場工作經驗的？有幾個比工程設計人員更明白？幾個比現場技術人員更明白？

08

HAZOP分析會的作用

國外工程公司的專業分工也有同樣問題，雖然安全工藝是安全專業提出的，由其他專業實現，但是安全專業也不懂工藝、儀表等技術，要想做到工藝流程的安全分析離不開其他專業，因此求助于各相關專業，于是就召開HAZOP分析會議，請各專業幫忙一起分析，確定安全流程和相關設計，包括SIL等級的評估。

 

中國的自主工藝流程是自己設計出來的，工藝專業的設計是全盤考慮的，工藝流程自然也包括安全流程和安全方案。但是隨著近年來引進工藝的增加以及設計方式和角色的轉變，有些工程設計也出現安全流程和安全方案的不完善，工藝專業也不再負責流程安全和運行安全。很多設計單位和工程公司沒有安全專業，形成專業空缺。有些項目只好請第三方評估公司做主持，調集各專業召開HAZOP分析會。各專業當然不愿意多此一舉，所以積極性不高。第三方評估公司一般采用LOPA、馬爾科夫模型之類的方法，其實離工藝流程和實際工程的要求大老遠呢！

 

有人發現這里存在一些商機，于是辦起大大小小的研討會、學習班、培訓班，試圖把儀表工程師培養成安全專業的助手，收取不菲的培訓費，省事又省錢，樂此不疲。

 

本來這些知識就不是儀表專業的知識，換個角色來看，儀表專業給外專業講根軌跡、零極點分析、多變量預測、狀態空間等，也同樣難以理解。

 

“過程危險分析”（見116號文）和“評估確定安全儀表功能”過程中，應該以安全專業為主，根據HAZOP分析的原理和方法確定裝置中是否有SIL1，2，3的回路，儀表專業和其他專業協助，提供相關專業設計背景和設計調整。