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SIS功能安全评估报告

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3.0 2024-07-07 0 0 2.21MB 42 页 1库币 海报
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安全仪表系统（SIS）
功能安全评估
XXXXX安全评价有限公司
二〇二〇年六月
目 录
1前言.............................................................................................................................1
1.1 项目背景..................................................................................................................1
1.2 评估范围..................................................................................................................1
1.3 评估依据..................................................................................................................2
1.4 报告结构..................................................................................................................2
1.5 缩略语、术语和定义..............................................................................................3
2生产装置情况概述.....................................................................................................6
2.1 工艺流程简述..........................................................................................................6
2.2 原辅材料及产品情况..............................................................................................8
2.3 重大危险源情况......................................................................................................9
2.4 安全仪表系统设置要求..........................................................................................9
3 安全仪表系统（SIS）设计情况.............................................................................10
3.1 安全仪表系统（SIS）设计方案..........................................................................10
3.2 安全功能要求........................................................................................................11
3.3 安全完整性要求....................................................................................................23
4 安全仪表系统（SIS）施工及使用情况.................................................................25
4.1 安全仪表系统（SIS）施工情况..........................................................................25
4.2 安全仪表系统（SIS）的操作指导及培训..........................................................30
4.3 安全仪表系统（SIS）的运行及使用情况..........................................................30
5 功能安全评估结果...................................................................................................32
5.1 功能安全评估形式................................................................................................32
5.2 功能安全评估结论................................................................................................32
5.3 建议........................................................................................................................32
附录 本项目功能安全评估工作表.............................................................................34
附件
1
安全仪表系统（SIS）功能安全评估
1 前言
1.1 项目背景
安全仪表系统用于执行安全仪表功能，以保证运行过程在出现危险情
况时进入安全状态，避免或减少对人员、环境、设备造成的危害，其在 20 世
纪80-90 年代发展起来，以其高可靠性、安全性和灵活性在过程工业领域内
得到了广泛应用，是保证生产安全的重要措施。
安全仪表系统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，必须有很高的可靠性（即功能安全）和规范的维护管理，如果
安全仪表系统失效，往往会导致严重的安全事故，近年来发达国家发生的
重大化工（危险化学品）事故大都与安全仪表失效或设置不当有关。因此，
对安全仪表系统实现的功能安全和安全完整性进行评估十分重要。
受**********************的委托，XXXX 安全评价有限公司对其***
*******************进行 SIS 安全仪表系统的功能安全评估，对其关键设
备和工艺系统进行了详细审查、技术讨论和分析，查阅相关文件、制度、记录
等，分别从安全仪表系统的设计、安装和调试、操作和维护、仪表系统人员的
配备和培训等方面进行评估。
本报告：“**********************安全仪表系统功能安全评估”详
细描述了上述评估工作的成果。
1.2 评估范围
本次功能安全评估的对象为**********生产及储存设施的安全仪表系
统（SIS）。
1.3 评估依据
（1）《重点监管危险化工工艺目录（2013 年完整版）》
（2）《重点监管的危险化学品名录（2013 年完整版）》
2
安全仪表系统（SIS）功能安全评估
（3）《国家安全监管总局办公厅关于印发首批重点监管的危险化学品
安全措施和应急处置原则的通知》（安监总厅管三〔2011〕142 号）
（4）《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》（国家安全生产监督
管理总局令〔2011〕第 40 号，根据《国家安全监管总局关于废止和修改危险
化学品等领域七部规章的决定》<国家安全生产监督管理总局令〔2015〕第 79
号>修订）
（5）《国家安全监管总局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）
（6）《关于加强危险化学品企业涉爆区域（车间）安全管控的通知》
（潍应急字〔2019〕7号）
（7）《电气∕电子∕可编程电子安全相关系统的功能安全》（GB∕T204
38.1～20438.7-2017）
（8）《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》（GB/T21109.1～21109.
3-2007）
（9）《石油化工安全仪表系统设计规范》（GB/T50770-2013）
1.4 报告结构
本报告的结构如下：
– 第1章简要描述了本次功能安全评估的背景、评估范围、评估依据、术
语及定义等；
– 第2章简要描述了本项目工艺流程及相关安全控制要求；
– 第3章描述了本项目安全仪表系统的设计情况；
– 第4章描述了本项目安全仪表系统的施工、调试、操作及维护情况；
– 第5章对本次功能安全评估进行了总结；
– 附录 是本项目功能安全评估工作表；
– 附件中列出了本次评估所用到的相关资料文件、图纸。
1.5 缩略语、术语和定义
一、缩略语
3
安全仪表系统（SIS）功能安全评估
BPCS：基本过程控制系统（basic process control system）
EUC：受控设备（equipment under control）
E/E/PE：电气/电子/可编程电子（electrical/electronic/programmable
electronic）
HAZOP：危险与可操作性分析（hazard and operability analysis）
P&ID：管道及仪表流程图（pipe and instrument diagram）
SIF：安全仪表功能（safety instrument function）
SIL：安全完整性等级（safety integrity level）
SIS：安全仪表系统（safety instrument system）
SRS：安全要求规格书（safety requirement specification）
二、术语和定义
1、危险失效：
对执行安全功能有影响的组件和/或子系统和/或系统的失效，其：
a）在要求时阻止安全功能的执行（要求模式），或导致安全功能失效
（连续模式）以致 EUC 进入危险或潜在危险的状态。
b）降低在要求时安全功能正确执行的概率。
2、安全失效：
对执行安全功能有影响的组件和/或子系统和/或系统的失效，其：
a）导致安全功能的误动作从而使EUC（或其一部分）进入或保持安全
状态；或
b）增加安全功能的误动作从而使EUC（或其一部分）进入或保持安全
状态的概率。
3、故障裕度：
在出现故障或误差的情况下，功能单元继续执行要求功能的能力。
4、硬件故障裕度（HFT）：
一个部件或子系统在有一个或几个硬件危险故障的情况下，仍能继续
承担所要求的安全仪表功能的能力。
5、功能安全：
4
安全仪表系统（SIS）功能安全评估
与过程和 BPCS 有关的整体安全的组成部分，它取决于SIS 和其它保护
层的正确功能执行。
6、功能安全评估：
基于证据的调查，以判定由一个或多个保护层所实现的功能安全。
7、硬件安全完整性：
安全相关系统安全完整性中，与危险失效模式下的随机硬件失效有关
的部分。
8、保护层：
借助控制、预防或减轻以降低风险的任何独立机制。
9、以往使用：
部件和子系统之前在类似应用和实际环境中的使用。
10、经使用验证的：
评估文档记录有适当证据表明：基于部件以往使用的情况，该部件适
用于安全仪表系统时。
11、随机硬件失效：
在硬件中，由一种或几种可能的退化机理而产生的，在随机时间出现
的失效。
12、冗余：
对于执行一个要求的功能或对于表示信息而言，存在多于一种的方法。
13、风险：
出现伤害的概率及该伤害严重性的组合。
14、安全状态：
达到安全时的过程状态。
15、安全功能：
针对特定的危险事件，为达到或保持过程的安全状态，由SIS、其它技
术安全相关系统或外部风险降低设施实现的功能。
16、安全仪表功能（SIF）：
具有某个特定SIL 的，用以达到功能安全的安全功能，它既可以是一
5
安全仪表系统（SIS）功能安全评估
个安全仪表保护功能，也可以是一个安全仪表控制功能。
17、安全仪表系统（SIS）：
用来实现一个或几个安全仪表功能的仪表系统。SIS 可以由传感器、逻
辑控制器和执行器的任何组合组成。
18、安全完整性：
安全仪表系统在规定时段内、在所有规定条件下满足执行要求的安全仪
表功能的平均概率。
19、安全完整性等级（SIL）：
用来规定分配给安全仪表系统的安全仪表功能的安全完整性要求的离
散等级（4个等级中的一个）。SIL4 是安全完整性的最高等级，SIL1 为最低
等级。
20、安全要求规格书（SRS）：
包含安全仪表系统应执行的安全仪表功能的所有要求的规格书。
6
安全仪表系统（SIS）功能安全评估
2 生产装置情况概述
********************** 成 立 于 2011 年09 月05 日，注 册 地 址 为
XXXXXXXXX，法定代表人 XXX，为 XXXX 企业。公司主要从事 XX 的生
产和销售。该公司厂区现有**********************。
2.1 工艺流程简述
1）生产工艺
溴素生产主要由液氯气化、二氧化硫制取、卤水酸化、卤水氧化、溴素吹
出、吸收、氧化及蒸馏等七道主要工序组成。
（1）液氯气化
开启液氯钢瓶，使液氯在压力差的作用下进入液氯气化器，液氯在此
气化，气化器水温控制在水温夏季 50℃以下，冬季 70℃以下。通过调节液
氯流量和水温的方式使氯气缓冲罐内的压力稳定，供出氯气。气化的氯气进
入氯气缓冲罐。
（2）二氧化硫制取
固体颗粒硫磺进入硫磺燃烧炉中，在 500℃~600℃温度下进行燃烧，
得到含二氧化硫、少量三氧化硫和硫磺颗粒以及空气的气体，经过二氧化硫
洗涤塔进行喷淋水洗除去三氧化硫及硫磺颗粒，得到 40℃左右含二氧化硫
和空气的气体。
（3）卤水酸化
贮存于卤水库中的卤水经卤水泵送入管道，卤水流经出口阀后，加入
盐酸及含酸废水调配后进行酸化，使 PH 值达到要求的范围，然后通入氯气。
（4）卤水氧化
酸化后的卤水由泵输送至吹出塔中，在输送管道上向酸化后的卤水中
通入定量的氯气，进行氧化还原反应（置换反应），卤水中的溴离子被氯
气氧化，产生的溴气而被置换出来，以游离态存在于卤水中。
（5）吹出工序
7
安全仪表系统（SIS）功能安全评估
氧化后的卤水（含有游离溴的卤水）输送至吹出塔，吹出塔与吸收塔
通过气道相连，构成了闭路循环系统，向吹出塔底部通入空气，与从上向
下的卤水逆流接触，溶解在卤水中的游离溴气与空气充分接触并被空气吹
出，得到含溴空气。含溴空气沿风道进入吸收塔。在风道内通入二氧化硫气
体，使之与含溴空气充分混合进入吸收塔，脱溴卤水送往周边盐田晒盐。
（6）吸收工序
从塔顶向吸收塔内喷入清水，含溴空气的溴在水存在的情况下被二氧
化硫还原，产生氢溴酸和硫酸水滴，水滴进入捕沫塔，使氢溴酸得到富集
形成吸收完成液，进入母液池中，然后经泵送往蒸馏塔。
空气用风机从捕沫塔顶抽出送入吹出塔密闭循环使用，吹出溴后的卤
水排出装置，送入周边盐场晒盐。
（7）氧化及蒸馏
用泵将完成液从蒸馏塔顶部加入，水蒸气、氯气从蒸馏塔底部加入。完
成液与水蒸气、氯气在塔内逆流接触，溴化氢被氯氧化，生成单质溴和氯化
氢（控制蒸馏温度65~75℃，塔内压力 0.04MPa 左右），单质溴与部分水蒸
气从蒸馏塔顶部排出，经换热器、冷却器冷凝降温，进溴水分离瓶，分离瓶
得到的粗溴和溴水混合物，粗溴经处理除去多余的氯得到成品溴，送往液
溴储罐；溴水混合物与完成液混合后被送回蒸馏塔进行下一个蒸馏过程。蒸
馏塔底部含酸废液循环使用，送往卤水泵出口管酸化卤水。
2）反应原理
该装置采用空气吹出法生产工艺。将盐酸及氯气通入卤水中，使离子溴
转化成游离溴，然后用空气将溴从卤水中吹出，再用二氧化硫吸收，得到
完成液，将完成液中的溴送入蒸馏塔蒸馏，经冷却分离得到成品溴。
3）反应方程式
2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2 （溴化物以NaBr 为代表）
S + O2 = SO2
Br2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 +2HBr
2HBr+ Cl2 = 2HCl + Br2
4）工艺流程简图
8
安全仪表系统（SIS）功能安全评估
图 2.1-1 工艺流程简图
2.2 原辅材料及产品情况
该公司**********************生产过程中涉及的原辅材料、中间产物、
产品有氯、硫磺、盐酸、卤水、二氧化硫烟气、母液（含氢溴酸）、酸性水（含
有硫酸、盐酸、水等）、溴素；另外，该装置事故氯吸收装置还用到氢氧化钠。
根据《重点监管的危险化学品名录》（2013 年完整版）规定，********
**************涉及的原料氯属于重点监管的危险化学品。
2.3 重大危险源情况
根据**********************提供的《重大危险源评估报告》内容可知，
该公司储存的危险化学品的实际量已超过《危险化学品重大危险源辨识》
（GB18218-2018）规定的重大危险源临界量，构成危险化学品重大危险源。
根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2018），该公司液氯钢瓶库

标签： #安全 #报告

摘要：

安全仪表系统（SIS）功能安全评估XXXXX安全评价有限公司二〇二〇年六月目录1前言.............................................................................................................................11.1项目背景..................................................................................................................11.2评估范围......

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