4 應(yīng)用案例4.1 案例分析
??? 以某天然氣凈化廠的脫硫塔為例(該塔屬于重點高壓設(shè)備)。含硫天然氣在塔內(nèi)由下至上，在常溫高壓條件下脫除其中的硫化氫后從塔頂排出，脫硫溶劑貧液自塔頂往下流，吸收含硫天然氣中的硫化氫后從塔底排出，進入低壓系統(tǒng)再生。為保證高壓介質(zhì)不竄入低壓系統(tǒng)，除設(shè)置脫硫塔液位調(diào)節(jié)回路外，另設(shè)置了安全聯(lián)鎖控制回路，作為重要的防護層。該裝置現(xiàn)有防護措施如表1所示。
HAZOP分析產(chǎn)生液位低低的主要原因是塔底富液管線的流量過大，認為現(xiàn)有的安全設(shè)施比較完備，無需添加其他保護措施。按照本文參考文獻[10-11]的分析方法，關(guān)于脫硫塔液位低低的HAZOP分析和SIL評估工作也就結(jié)束了。而按圖2所示的SIL評估分析流程，還應(yīng)對富液出口管線的聯(lián)鎖控制回路進行SIL評估。
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4.2 SIL評估過程
4.2.1確定系統(tǒng)所需SIL等級
??? 在不考慮所有安全防護措施的前提下，分析如果高壓氣體竄入低壓設(shè)備或管線，可能導(dǎo)致設(shè)備或管線爆炸的危害后果，評估爆炸事故發(fā)生后對人員、環(huán)境和經(jīng)濟的損害程度。根據(jù)國家標準GB/T21109.3—2007[12]規(guī)定的風險圖參數(shù)表(如表2所示)，確定選擇C3、F1和W2參數(shù)，將其應(yīng)用到如圖3所示的風險圖上，并考慮環(huán)境和經(jīng)濟的損失。評估結(jié)果顯示該處所需的安全完整性等級為SIL3，屬于高風險。
4.2.2驗證現(xiàn)有SIS系統(tǒng)的SIL等級
??? 對富液管線液位低低的聯(lián)鎖控制回路進行SIL等級驗證，驗證結(jié)果表明系統(tǒng)所需等級為SIL3，而現(xiàn)有SIS系統(tǒng)的配置為SIL2，安全防護等級達不到要求的主要原因是執(zhí)行機構(gòu)的SIL等級配置不夠高。為此，可從提高執(zhí)行機構(gòu)的SIL等級來考慮提高聯(lián)鎖控制回路的SIL等級，使其達到SIS系統(tǒng)所需的要求?？刹扇〉霓k法比較多，最簡單的方式是將緊急停車系統(tǒng)(Emergency Shut Down，ESD)的控制信號同時傳給調(diào)節(jié)閥，使調(diào)節(jié)閥與原來的切斷閥形成2選1的聯(lián)鎖功能。
5 結(jié)論
??? 1) SIL評估技術(shù)很有必要在天然氣凈化廠的現(xiàn)役裝置上應(yīng)用，以評估現(xiàn)有SIS系統(tǒng)配置的SIL等級是否滿足標準要求的安全完整性等級。
??? 2) SIL評估技術(shù)的重要性在于：①可以發(fā)現(xiàn)SIS系統(tǒng)存在的不足，為工程設(shè)計或裝置技術(shù)改造提供指導(dǎo)意見，也能避免設(shè)計上盲目追求高SIL等級帶來的額外投資。②進一步確定觸發(fā)器、邏輯控制器和執(zhí)行機構(gòu)等具體部位存在的缺陷，引導(dǎo)用戶更有針對性地改進SIS系統(tǒng)，使其達到所需的SIL等級。同時，也為裝置的進一步改造和儀表控制系統(tǒng)的檢(維)修提供指導(dǎo)依據(jù)。
??? 3) 天然氣凈化廠屬于高溫高壓、易燃易爆、劇毒介質(zhì)的危險場所，如果引發(fā)安全事故，后果相當嚴重。建議針對天然氣凈化廠現(xiàn)役裝置開展SIL評估，確定原設(shè)計及目前的SIS系統(tǒng)安全完整性等級是否達到相關(guān)的標準要求。
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