自动化仪表风险管理分析

李孟浩

（镇海石化建安工程有限公司）

自动化仪表（以下简称仪表）是指对被测变量和被控变量进行测量和控制的仪表装置和仪表系统的总称。随着电子技术的发展，自动化控制系统产品从以前的气动仪表、电动仪表发展到目前的集散系统，实现对重要工艺参数的实时监控预警。它采用在线安全监控、自动检测或人工分析数据等手段，及时判断发生异常工况的根源，评估可能产生的后果，制定安全处置方案，避免因处理不当造成事故。

1 仪表设备的分类

常规仪表。常规仪表是指一般情况下通用的检测仪器仪表、控制监视仪表、执行器、辅助单元及其附件等。检测仪器仪表包括压力仪表、温度仪表、流量仪表和物位仪表。控制监视仪表包括调节器、可编程控制器、记录仪、数显表及闪光报警器等。执行器包括气动薄膜调节阀、电动执行机构、长行程执行机构、凸轮扰曲阀、气缸式执行机构和电液执行机构。

过程控制仪表。过程控制仪表主要包括集散控制系统（DCS）、紧急停车系统（ESD）、可编程控制器（PLC）、工业控制计算机系统（IPC）、先进过程控制（APC）和优化过程控制（OPC）系统中使用的上位计算机等。

联锁保护系统仪表。联锁保护系统仪表是按工艺装置的工艺过程要求和设备要求，使相应的执行机构动作，或自动启动备用系统，或实现安全停车。

在线分析仪表。在线分析仪表包括工业气相色谱仪、氧分析仪、红外线分析仪、工业pH计及工业水分仪等。

可燃气体、有毒气体检测报警仪。

其他仪表。包括轴振动和轴位移检测仪、转速控制仪表及称重仪表等。

2 仪表前期的风险管理

首先要考虑的是仪表本身的安全，如果本身无法确保安全性，那么将仪表投入使用后，无论采取哪方面的措施，都会引发安全事故。仪表本身的安全，需要从仪表的选型问题入手，不同的仪表应该考虑不同的选型方式。其中包括：测量内容、测量范围、被测介质成分、被测介质压力范围、被测介质温度范围及仪表安装形式等，尽可能地避免因为选型不当而带来安全隐患，在最大程度上保障仪表的正常运行和使用寿命。

开展安全仪表系统安全完整性等级评估。企业要采用危险与可操作性分析（HAZOP）技术，对其他生产储存装置进行风险辨识分析，然后确定安全仪表功能（SIF）及其相应的功能安全要求或安全完整性等级（SIL）。将安全仪表功能划分为不同的安全完整性等级（SIL1～4，最高为 SIL4）。 不同等级安全仪表回路在设计、制造、安装调试和操作维护方面的技术要求不同。

笔者跟随第三方安全技术服务单位对涉及“两重点一重大”（即重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源）生产装置的化工企业进行检查，发现好多企业的仪表或是没有进行SIL论证，或是仪表就没有SIL等级。这样就会存在危险与风险分析不足、冗余容错结构不合理、缺乏明确的检验测试周期及预防性维护策略针对性不强等问题。

随着我国化工装置、危险化学品储存设施规模的大型化，生产过程自动化水平逐步提高，加强仪表前期的规范管理对降低企业风险起着非常重要的作用。

3 仪表运行的风险管理

仪表的运行要从仪表设备的管理入手，树立“隐患就是事故”的观念，确保发现隐患第一时间消除，坚决杜绝装置设备带病运行。2019年7月19日河南义马气化厂重大爆炸事故就是空气分离装置发生泄漏后未及时消除隐患，持续带病运行引发的。

仪表及所属附件泄漏。发生泄漏而工艺人员误认为仪表指示正常，就会引起工艺波动、停车或更大的安全事故。控制措施：认真执行仪表巡检制度，每天对重要仪表进行巡检，发现问题及时处理，定期对所有仪表进行检查，以此来保障仪表设备的稳定运行。

仪表设备设施密封措施不到位。电缆进出口或仪表接线盒密封不好会造成仪表进水并且无法起到防爆作用，导致仪表故障引起工艺波动、停车或更大的安全事故。控制措施：认真执行仪表巡检制度和设备保养制度，检查仪表巡检和保养记录，确保仪表的完好性。

仪表保温和伴热设施缺陷。该类缺陷会造成仪表受冻，导致仪表故障引起工艺波动、停车或更大的安全事故。控制措施：认真执行仪表防冻防凝制度，检查仪表防冻防凝记录，确保仪表保温和伴热设施完好。

仪表指示与现场工艺状态实际不符，造成仪表不能正常测量被测参数，不能达到好的控制效果，可能会引起工艺波动、停车或更大的安全事故。控制措施：认真执行仪表校验制度，定期检查仪表校验记录，属于国家强制规定校验的仪表按规范执行。

控制系统运行不稳定。控制器、电源、安全栅及机柜风扇等有故障，或一些工艺参数未投自动控制，这些都会造成工艺波动、停车或更大的安全事故。河北盛华化工有限公司“11·28”重大爆燃事故其中一个主要原因就是控制仪表、安全仪表管理不规范。控制措施：认真执行系统巡检制度和工艺操作法，检查企业检修维护记录，检查企业仪表自控率是否达到要求。

联锁系统未投入使用。一旦发生可能导致安全事故的危险情况，仪表不能有效动作，导致严重的安全事故。控制措施：认真执行联锁系统的运行管理制度和变更制度，确保联锁100%投用，联锁若有变更则应确认是否有控制措施。

4 仪表检修的风险管理

仪表的检修具有作业情况复杂、点多、面广及技术难度大等特点，因此为了能够尽可能地降低安全事故产生的概率，方法就是针对风险采取有效的控制措施。

检修未开具作业票。控制措施：认真执行作业票管理制度，办理相应工作票。

检修前未进行作业内容交底和现场风险辨识。控制措施：认真执行企业的仪表检维修标准和JHA风险识别清单。

检修人员不具备检修资质。控制措施：仪表专业岗位人员要有专业资质。检查现场作业人员是否在维护检修过程中严格按照技术要求和操作规程作业。

检修时劳动防护用品未穿戴整齐，工器具不完好。控制措施：作业前先检查劳保和工器具。

高处作业不规范。控制措施：办理登高作业票，需有专人监护和可靠的安全措施；作业前先检查脚手架、安全带是否完好。

仪表一次阀关不死，可能造成物料泄漏，引起烫伤、冻伤、中毒及机械损伤等。控制措施：更换一次阀或加盲板，确认检修部位排放、泄压至零。

仪表接头或连接螺栓锈死，可能造成使用工具时用力过猛以致管道焊接产生裂缝或自身受到伤害。控制措施：检修前喷螺丝松动剂，检修时注意自身安全，更换强度合适的螺栓。

检修设备带压或有物料，带压检修可能造成检修人员伤亡。控制措施：泄压后方可作业，必要时化验是否存在有毒可燃气体。

仪表未校验，不能正确显示测量值。控制措施：仪表校验完并贴合格证后方可使用。

5 仪表风险控制检查表

企业按仪表风险控制检查表 （表1）对照检查，可以降低仪表风险，使之平稳运行。

表1 仪表风险控制检查表

（续表 1）

6 结束语

化工过程伴随易燃易爆、有毒有害等物料和产品，涉及工艺、设备、仪表及电气等多个专业和复杂的公用工程系统。加强化工过程安全管理，是国际先进的重大工业事故预防和控制方法。采取合理、有效的措施来实现仪表的安全管理，是企业及时消除安全隐患、预防事故、构建安全生产长效机制的重要基础性工作。