一级重大危险源新增安全仪表系统（SIS）经验总结

王文生，宋 培，邬永胜，包 杰，宫再哲

（内蒙古晨宏力化工集团有限责任公司，内蒙古 阿拉善盟 750336）

内蒙古晨宏力化工集团有限责任公司已于2017年7月15日在原有一级重大危险源投入了新增的安全仪表系统（SIS系统）。

1 原有一级重大危险源增加SIS系统背景

国家安全监管总局于2011年12月1日要求各地区企业开始执行《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》，文件中具体要求了在重大危险源建立健全的安全监测体系，完善控制措施。2014年11月13日国家安全监管总局再次颁布了安监总管三[2014]116号文件。文件中明确指出从2018年1月1日起，所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统，从2020年1月1日起，应执行功能安全相关标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。

目前国内多数涉及到“两重点一重大”的化工企业对安全仪表系统（SIS）、紧急停车系统（ESD）及相关的安全保护措施设计、安装、操作和维护管理等生命周期各阶段，还存在危险与风险分析不足，系统联锁设计不合适、冗余容错结构不合理、预防性维护策略针对性不强等问题。

该公司的一级重大危险源（3台液氯贮槽）在项目建设的最初设计中仅是利用DCS系统、视频监控系统、有毒有害检测系统、紧急喷淋系统对其进行了生产控制和安全方面的监管与看护，为了达到国家安监总局及其他相关规定的要求并能够将公司一级重大危险源安全隐患彻底消除，需要给公司原有的一级重大危险源重新设计和安装一套SIS系统。

2 物料性质及工艺流程

2.1 液氯物理性质

液氯是一种黄绿色透明的油状液体，有强烈的刺激性气味，有毒，在15℃时比重为1.425 6，在标准状况下，沸点为-34.6℃，凝固点为-101.5℃，遇水对钢铁有强烈腐蚀性。液氯是一种重要的化工原料，可用于冶金、纺织、造纸等工业，并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药等产品的原料。

2.2 液氯化学性质

液氯是一种很活泼的物质，可以和大多数的元素起化学反应，也能和许多化合物起反应。如：与氨反应生成氯化铵，与金属反应生成盐，与氢反应生成氯化氢，还可以和有机物发生反应。

2.3 液氯生产工艺流程简述

图1 液氯生产工艺流程简图

从氯气处理过来的干燥氯气经原氯分配台，一部分去废氯分配台，一部分去氯气液化机组，经液化器与气液分离器，废氯气去废氯分配台，液氯去液氯储槽．液氯从液氯贮槽流入液氯中间槽，充入液氯钢瓶，液氯生产工艺流程简图见图1。

包装废氯（钢瓶中的液氯）经泵抽入氯气缓冲罐，经废氯缓冲罐，由氯气泵输送到气液分离器，分离后的废氯气经酸雾分离器去废氯分配台，气液分离器分离的循环硫酸经硫酸冷却器冷却到小于40℃后与酸雾分离器的硫酸再打回氯气泵循环，当硫酸浓度小于90%时，从浓硫酸贮槽补充浓硫酸至氯气泵入口，而稀硫酸排入稀硫酸贮槽出售。

3 SIS系统的控制方案

3.1 一级重大危险源检测与控制要求

首先要对一级重大危险源进行过程危险分析（HAZOP分析），通过HAZOP分析得知一级重大危险源检测与控制要求见表1。

表1 一级重大危险源检测与控制的要求

3.2 联锁控制点

根据表1中各项要求并经过再次分析后决定将以下联锁进入SIS系统。

（1）液氯A贮槽液位高高联锁进口切断阀关闭。

（2）液氯A贮槽液位低低联锁出口切断阀关闭。

（3）液氯B贮槽液位高高联锁进口切断阀关闭。

（4）液氯B贮槽液位低低联锁出口切断阀关闭。

（5）液氯C贮槽液位高高联锁进口切断阀关闭。

（6）液氯C贮槽液位高高联锁出口切断阀关闭。

（7）进入 SIS 系统的控制点为 AI－3、DO－6。

SIS系统回路设计图及SIS系统与辅操台联锁关系图分别见图2、图3。

图2 SIS程序回路设计图

图3 SIS系统与辅操台联锁关系图

4 对SIS系统的要求

4.1 检测仪表选择要求

（1）不需要在原压力容器再次开口。

（2）满足介质（液氯）检测要求，仪表精度必须达到 1．5 级。

（3）必须得到安监部门认可的SL3等级认证。

（4）必须具备远传和就地显示的功能。

（5）必须有至少10家以上相同工况的使用业绩。

4.2 控制系统选择要求

（1）为了防止病毒侵入而造成重大安全损失，必须为国内自主研发产品。

（2）必须得到安监部门认可的SL3等级认证。

（3）所有仪表信号进入系统必须为硬接线。

（4）不得与其他系统存在任何形式的通讯或其他方式的连接。

（5）信号从输入到输出变化时间必须要在10～50 ms。

（6）系统设计要求设有工程师站、操作员站、系统带有SOE功能、机柜与辅助操做台信号连接形式必须为硬接线。

（7）冗余设备必须具备在线自诊断功能。

5 结语

一直以来，石化项目主要根据石油化工相关设计规范进行设计实施，并未就灌区是否设置安全仪表系统有强制要求，造成现有灌区存储设备没有预留给SIS系统检测仪表的安装位置。自有了SIS系统强制安装的相关要求后，好多企业在原有设备如何安装检测仪表且能够满足SIS系统要求消除安全隐患方面一直是比较头疼的问题。

综上所述，通过这样的设计既能满足安全监管部门的要求也能让企业减少一些不必要的投资。该系统已于2017年7月15日在该公司原有一级重大危险源投入使用，投入使用后可以有效的提高该公司一级重大危险源的可靠性、安全性，保证了生产、安全监管的稳定运行。