安全仪表系统SIS.ppt

1、安全仪表系统SIS,一些基本问题,为什么不用DCS执行安全功能？1oo2和2oo3，哪一个更安全？能否设计一个100%可靠和不会误跳车的联锁？SIF什么情况可以删除/增加？SIF/DCS分开和共享原则是什么？SIL会不会增加成本？SIS仪表如何采购，验证和维护？SIF在天然气/原油长距离输送，和石化项目中，过压保护如何设计？,SIS基本概念,/01,SIS基本概念,安全仪表系统（SIS）：由多个变送器，逻辑处理器和终端元件组成;,工艺偏离正常值时，能把系统带回安全状态；,SIS基本概念,安全仪表功能（SIF）是安全仪表系统中，为实现某一功能的单一回路；只针对特定一个隐患，把工艺系统带回安全状态

2、；每一个SIF回路，对应一个SIL等级。,SIS基本概念,安全仪表系统生命周期,工艺流程 概念设计；识别隐患 危险源识别；SIL评估 LOPA分析；SIL等级 确定SIF冗余、增删和 其他非SIS措施；SIF设计 确定因果图和技术参 数；采购安装 PFD要求和验证；调试 频率和维护。,SIS基本概念,安全仪表系统故障模式,仪表故障可分为“安全失效S”和“危险失效D”。,安全失效致误跳车，降低生产连续性；危险失效导致事故，降低安全可靠性；,故障,SIS基本概念,安全仪表系统故障模式,仪表故障分为可探测的和不可探测的；“安全失效” 和“危险失效”，均可分为“可探测的”和“不可探测的”；可探测的和不

3、可探测的“安全失效”，会导致误跳车，把工艺带回安全状态；可探测的“危险失效”，可转换信号为为“安全失效”，把工艺带回安全状态；不可探测的“危险失效”，不能被系统设别，会导致安全事故。,SIS基本概念,SIL定义,Demand是工艺系统里，是非安全仪表系统的失效率；PFD=probability of Failure on Demand，是一个SIF回路的失效率；,SIL是指一个SIF回路的可靠性要求，即PFD；按PFD所在区间的不同，把SIF回路划分为四个SIL等级。,SIS基本概念,SIL定义,一个SIF回路的PFD（失效率），是SIF三个子系统PFD加和。即变送器、逻辑处理器、终端元件的加

4、和；单个仪表PFD = 1 - e -DU*TI/2的，约等于D *TI/2（参见IEC61508）；D为危险失效率，由仪表商提供；TI为仪表调试频率，由业主定义；从SIF回路计算的PFD，可验证回路是否能满足SIL等级的要求。,SIS基本概率运算,/02,简单概率运算法则,P(A) = 1 = 1/6,P(B) = 3 = 1/6,P(A AND B)= P(A) x P(B),P(A OR B)= P(A) + P(B),SIS基本概率运算,0.04 0.02,1oo1,可能性 跳车率 危险率 (降低生产连续性) (降低安全可靠性),SIS基本概率运算,可能性 跳车率 危险率 (降低生产连

5、续性) (降低安全可靠性),SIS基本概率运算,1oo2,0.08,很安全，但跳车相对频繁,0.0004,可能性 误跳车率 危险率 (降低生产连续性) (降低安全可靠性),SIS基本概率运算,2oo2,0.0016,可避免频繁跳车，但安全性低,0.04,16,SIS基本概率运算,2oo3,可能性 误跳车率 危险率 (降低生产连续性) (降低安全可靠性),0.0048,0.0012,可避免频繁跳车，也可确保安全性,0.040.02,0.0048,2oo3,0.0012,安全性：1oo2 2oo3 1oo1 2oo2 连续性：2oo2 2oo3 1oo1 1oo2,SIS基本概率运算,1oo1,1

6、oo2,2oo2,可能性 误跳车率 危险率 (降低生产连续性) (降低安全可靠性),0.080.0004,0.0016 0.04,冗余,比较,PFD计算基本公式,SIS基本概率运算,压力变送器各为2oo2的两组变送器，分别保证生产连续性；2oo2的两组变送器，组成1oo2确保安全可靠性；电磁阀和工艺阀门单个阀门两个电磁阀构成2oo2，保证生产连续性；两个工艺阀门组成1oo2，保证安全可靠性。,如何确保系统可靠性？避免误跳车？,SIS基本概率运算,工艺系统设计分析,/03,工艺系统设计分析,流程,输入,输出,22,工艺系统设计分析,确定可接受风险（公司；环境/社区；地方法规）；识别潜在隐患、后果、发生可能性；过高估计后果：投资成本上升；过低估计后果：措施不足造成危险；识别非SIS措施：分层和100%胜任原则；风险比较：非SIS措施总风险低于可接受风险？其他新的控制措施？确定是否需要SIF和SIL等级；确定SIF回路设计和技术参数。,设计分析流程（定量）,23,工艺系统设计分析,是指事故发生后，其影响范围内造成的人员伤亡、环境污染、财产损失、公司形象损害等。设计意义的后果，是基于一定的估算