安全仪表系统(SIS)在_石化装置上的应用.pdf

安全仪表系统（SIS）在
石化装置上的应用

燕山石化王立奉

某大型石化装置SIS系统应用情况
•某大型炼油乙烯一体化石化联合装置：
年处理原油1200万吨/年。
乙烯产量80万吨/年
共计使用SIS系统24套
分别应用于催化，加氢，裂解及高、低聚
乙烯，聚丙烯，苯酚，丙酮，动力等工艺
过程。详见表1。
表1.某大型石化装置SIS应用情况统计表
项目生产厂家型号数量使用情况
序号
1.HONEYWELFSC6良好
L
2.TRICONEXTS3000.TRICON5良好
TRIDENT
3.YOKOGAWAPROSAFE-RS3良好
CP-180-00
4.HIMAPESH51q-HRS2良好
5.SIEMENSAPACS1良好
MOORE
6.ICSTriplexREGENT1良好
7.ABBSC300E1良好
AUGUST
8.MOOREQUADLOG5良好
某大型石化装置SIS系统应用情况
从表1中看出：
‹由于该石化装置建设较早，所以用的SIS系统牌号多，
几经变革，从时间跨度上看，现有装置较早的系统
1998年投用，最近投用的也已到2007年。
‹由于SIS品类多、每种SIS系统尽管采用的技术有相近
之处，但对用户来说技术的学习难度大，备件种类繁
多，系统的更新换代迫在眉睫。
‹在SIS选用上，由于国际标准IEC61508/61511、国家
标准GB/T21109.1-2007出台较晚，国内也只有SHB-
206-1999《石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导
则》，用于指导设计、施工和运行。因此在选用SIS时
只强调控制器达到AK5、AK6或达到SIL3这样的安全
标准就可以了。没有提供一个SIS系统整体设计（包括
输入输出部分）的解决方案。
某大型石化装置SIS系统应用情况

也就是说，许多最终用户指定使用达到SIL3等级的逻辑解算
器，而对于传感器和终端设备如何配置缺乏考虑，这样就
导致了仅使用一个SIL3的逻辑解算器是无法保证整体SIS
系统成为一个SIL3系统。
•因为SIS系统的安全完整性水平SIL，是由构成SIS系统的
三个单元的SIL来确定的：即SIL装置=SIL传感器+SIL逻
辑解算器+SIL执行机构，例如传感器为SIL2级，而SIL2其
PFD值为0.01~0.001，取中间值为0.005；逻辑解算单元为
SIL3级，PFD取中间值为0.0005；执行机构为SIL1级，
PFD取中间值为0.05。则
PFDavg装置=0.005+0.0005+0.05=0.0555
某大型石化装置SIS系统应用情况
•初步确定为SIL1级。则整个装置的安全完
整性水平SIL由其构成的三个单元中最低的
SIL等级决定。尽管逻辑解算器为SIL3，但
整体SIS系统SIL等级仅为SIL1.
这就是目前石化企业生产装置中在使用SIS
系统时，存在的主要问题。
某大型石化装置SIS系统应用情况
现场运行表明：
„24套SIS系统总的来看操作简单、组态方便且维护
量小、故障率低，提高了装置的安全水平，取得
了良好的经济效益和社会效益；
„SIS主控制器故障率较低，CPU死机造成的危害不
多见；
„输入输出卡的故障率较高。DI、DO卡诊断模块、
电源卡时有故障发生。
某大型石化装置SIS系统应用情况

变送器部分、执行机构故障也时有发生。
原来买主控制器时不考虑变送器，1oo1方式较
多，后来发现故障率高。从提高可靠性入手，都
纷纷改成1oo2、2oo3等。而执行机构1oo1。
所做的这些改动并不是以改善整体SIL水平考虑的。
现场仪表进水、短路、意外损坏、雷电冲击。这
也导致SIS系统故障。
某大型石化装置SIS系统应用情况

•具体到某个装置中的SIS系统，譬如：第二高压聚
乙烯装置有SIS系统为某公司的SC300E系统。此
系统自2001年投用以来已经有9年时间，期间因为
卡件、电源、通讯故障等原因造成多停车事故的
发生。具体问题如下：
1、系统自诊断报警。通过系统软件中的诊断系
统诊断，存在报警。
2、系统卡件状态指示灯异常，不能查明具体原
因。
3、系统故障报警灯报警。该报警信号由ESD系
统发出，送至辅操台报警。查找该报警信号，发
现其为系统内部点。无法查找可能导致该点报警
的原因。
某大型石化装置SIS系统应用情况

4、没有联锁摘挂的旁路按钮，每次联锁摘挂的
时候都是通过修改内部PLC梯形图采用在线下装
的方式，使操作具有一定的风险性和不及时性。
5、断电恢复后系统电源模块故障。（发生过多
起）
6、此系统的备件订货非常困难，价格非常昂贵
且需要很长的订货周期，维护费用很高。
某大型石化装置SIS系统应用情况
•裂解装置SIS系统为MOOREQUADLOG系统，用
两套，其中一套常见问