化工安全仪表系统(SIS)是自动执行的安全预案,是非常重要的独立保护层,在关键时候将发挥至关重要的作用。随着我国化工装置、危化品储存设施规模大型化,生产过程自动化水平逐步提高,同步加强和规范SIS管理,用好这最后一道防线,十分紧迫和必要。”这是在7月30日中国化学品安全协会组织召开的SIS管理研讨会上与会人员达成的共识。
安全生产的现实要求
中央企业推广走在前
据中国石化安全工程研究院高级工程师李玉明介绍,SIS包括安全联锁系统,紧急停车系统,有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等。SIS独立于过程控制系统(例如分散控制系统等),生产正常时处于休眠或静止状态,一旦生产装置或设施出现可能导致安全事故的情况时,能够瞬间准确动作,使生产过程安全停止运行或自动导入预定的安全状态。而根据安全仪表功能失效产生的后果及风险,又可将安全仪表功能划分为不同的安全完整性等级(SIL1~4,最高为4级)。
“SIL定量安全评估最初由壳牌、BP等几大石化公司开展,而且开发了相应的定量评估程序和方法,并收集了设备及仪表的失效数据库,如今已深入到石化、化工安全管理的各个方面。”浙江工业大学化工机械设计研究所所长高增梁表示,SIL定量安全评估的推广有利于决策的科学化,是石化工业安全管理的发展方向。
据悉,近年来发达国家发生的重大化工(危化品)事故大都与安全仪表失效或设置不当有关,国内近期的几起石化事故也与此不无关系。
国家安监总局于2014年11月13日发布了《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),要求各有关企业和单位要按照相关法律法规、标准规范和本指导意见的要求,完善企业SIS管理制度和体系。国家安监总局监管三司司长孙广宇指出,下发116号文,一是安全生产的现实要求。从国家层面,已经提出要追求更多的企业和地区实现“零死亡”,化工行业则要追求“零火灾”、“零爆炸”、“零事故”。目前社会公众对化工事故的容忍度很低,任何一次事故,都可能对化工行业的健康持续发展造成致命一击。二是目前化工行业在朝着装置大型化、集约化方向发展,一旦出事就不可控,这就要求行业从源头去保障安全。SIS是现阶段保障化工企业安全的最后一道防线。三是国内企业应该利用好后发优势,将国外已经验证的好的安全技术拿来为我所用。
在加强SIS管理方面,国内大型石化公司走在了前面。中国石油天然气股份有限公司炼油与化工分公司赵峻松副处长介绍说,中石油在加强SIS管理方面开展了一些工作。一是制定了《中国石油天然气股份有限公司炼油与化工分公司仪表及自动控制系统管理规定》、《中国石油天然气股份有限公司炼化企业仪表及自动化技术管理若干规定》;二是今年3~4月,对系统内企业开展了安全检查,总共6个检查组,每个组都有2位仪表专家,审核出了一些分公司在SIS方面存在的问题;三是今年5月12日,在辽阳开展了SIS相关培训。
过度保护企业伤不起
缺少人才企业懂不起
SIS的最终用途,是交付用户现场使用。通过完善的功能安全管理体系,以及持续的维护保养活动,确保实现工程设计阶段确定的SIS安全功能理论期望值。但有企业反映,SIS在操作维护阶段存在不少问题。
“比如,局部工艺单元联锁保护,对大系统整体安全功能的影响缺少统一考虑,这样如果局部联锁动作或误动,容易引起整个系统波动或更加严重的后果。还比如,从SIS设计阶段开始,缺少设备包控制系统安全功能的完整性要求及与装置主控系统的一致性要求,这是因为供应商往往只注重本身的安全保护,设计上往往忽略SIS技术要求,而且在安全功能评估和保护层分配,以及SIS功能安全完整性方面缺少全局一致性要求。”中石化沧州分公司副总工程师张金柱反映。
相比于操作维护阶段的问题,由于SIS过保护带来的误跳车问题,更是引起了企业的共鸣。“目前一些企业的联锁系统存在误跳车的问题,导致不必要的非计划停车损失,误跳一次,一天的损失可上百万元。误跳车还导致企业对联锁可靠性信心的降低。而频繁的停车与启动,也增加了对设备的冲击及风险。”高增梁介绍说,根据项目组十余套装置的评估结果,联锁安全不足占12%,联锁过度占55%,联锁合理仅占33%。其中,进口工艺装置的联锁过度情况尤为严重。
赵峻松也指出,年处理原油1200万吨、乙烯产量80万吨的某大型炼油乙烯一体化石化联合装置,经过SIL分析后得出结论:SIS中大约50%的联锁回路设计合理,40%的联锁回路存在过保护,而10%的联锁回路存在欠保护。“有点儿风吹草动就停车,企业受不了。”他说。
此外,由于SIS本质上是“仪表化的”或者“用仪表实现的”安全监控系统,是以分散性控制系统(DCS)为代表的过程控制之外的另一领域或分支,这两者的用途和设计理念截然不同。这就要求SIS从业人员必须了解和掌握过程安全知识和功能安全体系。
国家安监总局前不久在江苏重点县进行了调研。参与调研的中石油抚顺石化分公司高级工程师高峰介绍说,部分民企和一些外资企业的SIS还没有独立设置。一是仪表专业人员不知道116号文;二是虽然知道了116号文,但管安全的人不理解其中的含义;三是一些企业老板不愿为独立的SIS多花钱。
“虽然中石油、中石化都配备了从事仪表专业管理的技术人员,但他们当中掌握SIS相关标准规范的人才少;也有专业从事安全管理的技术人员,但其中懂SIS的人才更少;民企、外企在这方面的人员配备更少;一般企业从事仪表管理的技术人员普遍得不到应有的重视,造成人才严重流失,导致企业人员不少,人才奇缺。各企业SIS相关技术和管理人才的培养都极为迫切。”高峰说。
SIS设计方中国成达工程有限公司曾裕玲主任还反映了SIS设计时面临的问题:“设计院是根据《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》(GB/T21109-2007)、《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》(GB/T20438-2006)、《信号报警及联锁系统设计规范》(HG/T20511-2014)等国标或者行标来设计SIS的。但目前的情况是,很多业主方并不十分清楚SIS,提不出具体的设计要求。”
加强培训已迫在眉睫
抓紧推进需全员努力
针对SIS目前存在的问题,曾裕玲提出,在116号文的推进中,应该加大培训力度;各级设计院应制定章程,明确部门、人员责任;督促业主建立自己的风险矩阵数据;建立国产仪表的可靠性参数数据库;成立HSE相关协会,编制HSE相关的设计标准和指南;强制执行SIL分析和验证。
张金柱也认为,应该加强SIS完整性标准的宣贯,并在安评和安全设计中加入相应法规要求;开展人员培训,建立国内资格认证以及资质等级评价制度;提高认识,开展相关产品认证,使SIS完整性管理成为安全管理工作的一部分。
国家安监总局总工程师王浩水则对116号文的推进提出了四方面要求:一是各企业要进一步明确共识。企业要放弃事故不可避免论,要树立一切事故是可以避免的观点。二是各方要意识到加强SIS管理的必要性和紧迫性。石化行业的装置越来越大型化,自动化程度越来越高。如果仪表管不好,一旦发生事故将很难控制。下一步,监管三司和化学品安全协会要加强宣传,企业要抓紧时间加强人才培养,具备有利条件的设计院要在人才培养方面给予企业帮助。同时,进一步完善SIS技术标准和认证体系。三是要选择重点突破。集聚了人才、最有条件推广的中央企业,设计院,以及涉及到危险领域的装置和设施都是突破重点。四是从设计院到企业,各方都要尽快行动起来,助推全国安全生产形势的好转。