化工安全仪表系统的运行和维护

化工安全仪表系统的运行和维护

（1）系统的运行规程编制内容包括∶

① SIS 基本构成的描述;

②操作员画面上与 SIS有关的显示和操作;

③联锁设定值及其 SIS 的动作;

④旁路和复位功能的使用;

⑤何时启动以及如何操作手动开关;

⑥对SIS 的报警和SIF 动作的响应∶

⑦ SIS 诊断报警的含义及相关的响应;

⑧安全操作的限制;

⑨辅操台上的开关、按钮和报警指示的功能和操作

（2）系统的维护规程编制内容包括∶

①规定维护类型、维护内容、应急预案、维护步骤、维护完成的确认标准、工具和备件材料、技术文档、工艺和电气等部门的配合，授权批准程序、危险警告的辨识、遵循的HSE管理程序，以及维护后续工作等

②规定维护活动的功能，如报警、旁路开关、紧急停车按钮及复位按钮等。

③ SIS 旁路管理程序，如权限管理、限制某此工艺操作模式、启动报警和解除要求。

④ 对维护活动的潜在危险和风险进行评定、执行不同的维护作业，应有报警显示及监护程序等。

（3）系统的运行和维护

① 对回路中各元件进行定期检修复或更换，并做好记录。每天对系统的诊断报警情况进行巡检，确保系统的完好运行状态，环境条件应满足系统正常运行要求，检查情况应做好相关记录，参见表6-1。

② 对SIS 系统的仪表设备进行重点监控，实施预防性维护。

③根据检验测试计划，定期对系统进行点检测试，确认满足安全要求规格书规定，并做好记录，参见表6-2。如在验证测试中发现元件/功能不满足要求，应及时修复或更换，并做好记录。

④所有SIS 系统的作业（回路检查、维修、校验等）必须办理《联锁工作票》，参见表6-3。作业时，必须实行监护操作（至少两人）。

⑤SIS 系统联锁投运后的变更（包括设定值、联锁条件、联锁程序、联锁方式等），必须办理联锁变更审批手续，参见表6-4。SIS 系统的变更原则上要重新设计，以满足SIS的SIL 要求。联锁变更后必须经过联锁联校后方可投运。

⑥ SIS系统其护活动的各个步骤应有详细记录，如预防性维护、故障维修、联锁测试等。

⑦ SIS系统的维护结束后，必须进行检查确认工作，方可恢复正常运行。

⑧仪系统相关设备故障管理（包括设备失效、联锁动作、误动作情况等和分析处理、建立相关设备失效数据库。

（4）系统的变更管理

安全仪表系统的变更要执行企业的变更管理程序，根据变更的范围以及影响的程度，需要不同级别的审查和批准，以保证任何的变更均满足SIS 的SIL 要求。

① 变更应遵循报批管理规定，并评估变更对安全的影响，要澄清下列问题; 

a.变更的技术依据。 

b.对安全和人身安全的影响。 

c.对操作和维护规程的影响。 

d. 需要的时间。 

e.对系统响应时间的影响。

② 对项目文件（操作、调试、维护规程等）做相应变更。

③ 在完成变更后，应对系统进行测试并将结果记录归档。

④ 应用管理程序确认检验变更已全部完成。

⑤变更涉及的有关部门应进行确认。

⑥变更后涉及的资料信息应包括下述内容∶ 

a. 变更的描述。 

b. 变更的原因。

c.对涉及的工艺过程危险和风险分析。 

d. 变更对SIS 的影响分析。 

e. 所有的批复文件。 

f. 变更的测试记录。

g. 变更影响到的图纸、技术文件更新记录。

h.变更后的应用软件备份存储。

（5）系统的文档管理

①建立SIS 系统基础台账，包括SIS 系统组件台账、联锁台账、联锁设定值清单、联锁逻辑图、联锁联校记录、联锁解除和投用记录。

② 应保存至少有一套对应的应用软件和两套在用的程序备份（异地保存）;应用软件要注明软件名称、版本、备份日期、备份人;程序备份要注明内容、日期、备份人，并将有关变更设计资料存档。

③ SIS 投运后按照规定的文档管理规则对所有的图纸和资料整理分类造册。

④ 应重视SIS 日常维护记录的整理和存档这些资料将为采用"经验使用"规则提供依据。

⑤ SIS 的任何变更和升级其相应文档应随之更新，SIS 文档是对现状的真实完整的记录，也可追溯其历史变迁。

⑥ SIS 应用程序的备份资料，应纳入文档管理的范围之内。

（6）系统的私密性保护

SIS 操作和维护的访问权限限制，包括以下几个方面∶

① 智能变送器应有写保护措施，防止通过Hart 通信对其量程等参数的修改。

②旁路操作宜设置总的硬钥匙允许开关，并通过Password 对单点进行操作。

③ 禁止使用未经许可的数据存储介质，系统组态的备份应严格做到专盘专用。

④ SIS 的维护/工程接口，对下列的每种功能应设置访问权限。

a.系统硬件组态、应用软件组态，下装应用程序。

b.访问应用逻辑的在线显示和监控，测试和强制等操作。

c.访问诊断信息界面，进行故障排查等维护工作。 

d. 允许或禁止读写访问。

e. SIS 的维护/工程接口不应用作操作员界面。

f. 在SIS 操作和维护规程中，明确访问权限管理策略和原则。

g. SIS 的维护/工程接口，应作为SIS 的组成部分进行管理。

⑤ SIS 的网络安全防护

a.确保SIS 系统网络具有高度的安全性和独立性。

b. SIS 系统工作站宜安装防病毒软件。

（7）系统的培训

为了对安全仪表系统进行正确操作和维护。在系统投用前，使用单位或维修单位应对相关人员进行培训。培训应做好相关记录。

①培训对象

化工、危险化学品生产及储存企业中从事化工安全仪表系统应用的人员，包括化工安全仪表系统主管领导、工艺人员、工业危害分析人员、化工安全仪表系统设计人员、化工安全仪表系统安装人员、化工安全仪表安装、调试、运行维护人员。

②培训内容

a.《国家安全监管总局关系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）。

b.国家安全相关的标准法规，如GB/T 20438、GB/T 21109、AO 3035、AQ3036 AQ/T 3049、AQ/T 3054、GB/T 50770.

c.GB/T 20438、GB/T21109 的生命周期架构以及关于SIS 功能安全的基本知识和概念。

d. 安全工程知识、化工工艺知识、工艺过程危险分析及风险评估。

e. SIS、SIF、SII. 基本知识

f.HAZOP分析方法、LOPA 保护层分析方法。

g. SIL 定级∶矩阵法、风险图法

h.化工安全仪表系统生命周期的管理技术。

i.可靠性分析技术与方法。

j. 安全要求规格书的解读

k.SIS 系统组态和编程.

l. 安全仪表的设计选型、安装、调试及运行维护。

（8）系统的检验测试和功能评估

SIS系统的检试和功能评估贯穿于SIS 生命周期的各阶段，检验测试周期一般由设计单位或符合要求的第三方根据SIL 评估结果给出，并写入SIS 安全要求规格书。

①在行和维护期间，应根据 SIS 安全要求规格书所规定的检验测试周期编制检和试规程，对安全仪表功能的部件进行校准和性能确认，对包括传感刚终执行元件在内的整个安全仪表系统进行检验测试。

a.检验测试规程，包括测试方法、步骤、验收标准、对发现故障的处理等; 辨识潜在失效可采用故障树分析（ FTA）、潜在失效模式及后果分析（FMEA）等方法;在测试前应制定周密的检验测试方案，防止在检验测试过程中，由于误操作、管线隔离不彻底等原因造成事故。

b.传感器检验测试，包括安装情况和仪表外观;保温、伴热系统;接线情况;遵循设计或制造商提供的检验方法进行性能测试，包括测量精度、量程范围、重复性、测量方式、信号输出特征等;输入回路功能测试等。

c.逻辑控制器检验测试，一般由供应商或具有资质能力的集成商提供标准的检验测试维护服务。

d.最终执行元件检验测试，包括安装情况和仪表外观;气源压力及其操作;接线情况;通过在应用程序上进行"强制"等操作，检查电磁阀操作;检查切断阀或调节阀的行程和开闭时间;检查阀位开关的动作;检查去MCC 的电机开启或关停动作;对于关断阀门，检查其密封性能（TSO 等级），如条件允许，对其内构件也应进行检查。

e.整体功能测试，包括测试与DCS 等的通信;测试顺序事件记录SOE 功能∶测试第—报警功能;测试系统诊断和报警功能;测试电源系统的冗余性以及接地;根据因果图等设计文件测试应用程序;测试逻辑复位功能;测试手动停车功能;测试射频干扰/电磁干扰，以及环境因素影响等。

②通过检验测试评判安全仪表系统各子系统或者部件的实际失效率与设计阶段的PFD 计算结果一致性，并详细记录执行的测试和检查的说明、测试和检查的日期、执行测试和检查的人员姓名、被测系统的序号或者别的唯一标识符（如回路号、工位号、设备号和SIF号）、测试和检查的结果。通过周期性功能测试实现对潜在危险的有效控制，对于不满足安全仪表功能的保护层，通过增加保护层、提升现有保护层级别等方法进行改造，以到达准确、及时地执行其规定的安全仪表功能。

③企业应至少每三年执行一次SIS 功能评估，包括系统统计完好率、投用率、失效率、管理制度完善程度、执行情况、人员匹配程度等，关键是再次通过HAZOP分析、SIL评估和验证等确认SIS 系统是否仍然满足设计的安全完整性等级和风险降低要求，对不满足要求的应及时更换，SIS 系统的生命周期原则上不超过12 年。

（9）系统的停用

按照变更管理程序，对 SIS 停用/恢复进行审批，保证SIS 在停用/恢复过程中不对要求的安全仪表功能造成影响。

3.化工安全仪表系统安全生命周期

SIS 安全生命周期阶段图如图6-1所示，SIS 安全生命周期阶段表见表6-5。

SIS 系统的生命周期原则上不超过12年，企业应根据设计院或符合要求的第三方所提供的SIS 安全要求规格书中规定的检验测试周期编制检验测试计划，进行SIS 验证，并至少每三年执行一次SIS 功能评估，对不满足SIL 要求的应及时更换。

4.化工安全仪表系统安全完整性等级确定

（1）方法选择

推荐企业自行组织或委托符合要求的第三方采用过程危险与可操作性分析（HAZOP及保护层分析（LOPA）方法确定化工装置和危险化学品储存设施需要的安全仪表功能（SIF）及其安全完整性等级（SIL），其中注意检验测试周期选定。

（2）工作准备

①确定工作范围和计划

a.工作范围∶资产所有者确定须评估的化工（危险化学品生产、储存）装置和边界。

b.工作计划∶确定工作目标、启动时间、阶段性安排、完成时间、人力资源配置、工作地点和条件等。

c.协调人;为被评估单位该项工作的责任人，应得到企业法人代表授权，具有协调所需人、财、物的能力。

②确定企业可接受的风险标准

企业可接受风险标准应依据国家和地方相关法律法规、标准规范，考虑安全、环境、资产、社会影响等因素确定。

以风险矩阵法为例，参见表6-6、表6-7、表6-8。

考虑风险承受能力。控制能力等因素，通过技术分析、现场调查、集体讨论等方式，分析确定事故的可能性和后果的严重性，确定风险等级，并在风险矩阵表上标明。

后果严重性从人员伤害、财产损失、防护目标影响和声誉影响四方面分析，每类影响按照其严重性从低到高依次分为5个等级。根据每类影响的等级值，计算平均值，若为小数原则采用进一法取整，得出后果严重性值。

收集文件资料

文件资料包括工艺线路和技术说明、工艺流程图（PFD）、工艺管道仪表流程图（PID）、操作规程、动静设备设计资料及制造商说明书和安全手册、安全阀规格书、控制方案说明、安全联锁逻辑图或因果表、安全联锁设备台账、本企业或本行业事故事件案例报告等。

确定评估小组主要成员

评估小组主要成员包括主席、记录员、工艺工程师、操作人员、仪表工程师、安全工程师、设备工程师、电气工程师等。

（3）安全完整性等级确定

依据过程危险分析结论，如HAZOP分析报告中的建议，筛选危险场景，进行以安全仪表功能的需求和定级为目的的保护层（LOPA）分析。

未进行过程危险分析的企业可参照《危险与壳操作性分析（HAZOP）应用导则》（AQ/T3049-2013）进行HAZOP分析并编制分析报告。HAZOP分析应每三年开展一次，如涉及重大变更则应重新开展HAZOP分析。

a.AQ/T3049-2013中关于HAZOP分析包括四个基本步骤。见图6-2。

b.AQ/T3049-2013，中关于HAZOP分析最终报告的编制，包括以下内容：

概要；

结论；

范围和目标；

逐条列出的分析结果；

HAZOP工作表；

分析中使用的图纸和文件清单；

在分析过程中用到的以往研究成果、基础数据等。

识别保护层，根据保护层的独立性确认可能的消减。参照《保护层分析（LOPA）方法应用导则》（AQ/T-3054-2015）进行LOPA分析。

a.AQ/T-3054-2015中关于LOPA分析的基本程序。

b.AQ/T-3054-2015中关于LOPA报告的编制，包括以下内容；

场景的信息来源说明；

企业的风险标准；

初始事件（IE）发生频率和独立保护层（IPL）的要求时的失效概率（PFD）;

场景中的IPL和非IPL的评估结果；

场景中的风险评估结果；

满足风险标注要求采取的行动及后续跟踪；

如果有必要，对需要采取不同技术进行深入研究的问题提出建议；

对分析期间所发现的不确定情况及不确定数据的处理；

分析小组使用的所有图纸、谁明书、数据表和危险分析报告等的清单（包括引用的版本号）；

参加分析的小组成员名单等。