SIL 等级计算(3)

3.3.4 安全回路公共故障系数β的计算

公共故障系数β的计算在IEC 61508中也有相关规定，对于设计、施工、调试等非电子元件部分进行计算，如表7

表 7

根据以上的表格，确定80万吨/年甲醇项目的公共故障系数为5%。

3.3.5 安全完整性等级（SIL）的PFD计算

工艺系统描述：对于蒸汽转化炉的炉膛压力控制对于转化炉非常重要，必须保持在微负压控制，如果炉膛压力过高，

则炉膛内的温度会从窥视孔喷出伤人，如果炉膛压力过低，则会将隔热材料坍塌或将炉子吸瘪。设计院经过HAZOP分析后

将转化炉炉膛压力控制的SIL级别定义为SIL3，输入回路采用三选二的压力变送器，输出回路是1选1的紧急切断阀。

对照PID，输入为三选二（PALL1339，PALL1340，PALL1341），逻辑控制器为Triconex的TS 3000，采用三选二控制

器，输出为紧急切断阀XV1201，回路图及相关参数如图4：

图 4

3.3.6 根据IEC 61508标准的PFD计算

根据公共故障系数β=5%，按照检修周期TI=3年，平均修复时间=8小时，根据IEC的三选二，一选一的公式计算结

果如表8：

表 8

因为6.764x10-4<1.0x10-3，满足工艺要求的SIL 3要求。

3.3.7 根据ISA TR84.00.02标准的PFD计算

根据公共故障系数β=5%，按照检修周期TI=3年，平均修复时间=8小时，根据ISA的三选二，一选一的公式计算结

果如表9：

表9

因为6.17x10-4<1.0x10-3 ，满足工艺要求的SIL 3要求

3.3.8 ISA TR84.00.02标准与IEC 61508标准PFD误差分析

根据IEC61508计算的回路PFD=6.764x10-4 ，根据TR84.00.02计算的回路PFD=6.17x10-4 ，其误差为：

因为IEC 61508在计算的过程中没有四选二等公式作为参考，而ISA TR84.00.02公式计算相对简单，因此，可以按

照ISA的标准进行安全完整等级（SIL）的验算。

4 结束语

在石油化工自动化设计中，安全问题是非常重要的关键问题，不仅要在设计阶段注意安全仪表的设计，包括采购、现

场施工安装调试，试车阶段的验证检查都非常关键，必须按照相关规范进行验收；对于安全完整性等级计算的结果必须作

为项目竣工验收资料的一部分，装置运行中的正常检修周期都要按照计算的周期进行检修，技术改造如果对相关的安全回

路进行变更，都需要重新对安全完整性等级进行计算。

参考文献：

[1] 靳江红，吴宗之，赵寿堂，胡玢：安全仪表系统的功能安全国内外发展综述，化工自动化及仪表2010，（5）：

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[2] IEC 61508，Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems

[3] IEC 61511，Functional safety：safety instrumented systems for the process industry sector

[4 ]ANSI/ISA-84.01，Application of safety instrumented system for the process industries

[5] 郭亮，娄开丽：安全仪表系统的安全生命周期，化工自动化仪表 2009，（4）：8-13

[6] 李鹏，王彦刚，陈建平：工厂安全仪表系统设计要求及实现，2009，（5）12-16

[7] 丁振宇，朱建新，包士毅，高增梁：LDPE装置反应器联锁系统可靠性计算方法研究，石油化工自动化，2010，

（1）8-12

[8] 宋志远：SIL报告在自控设计中的指导应用，石油化工自动化，2009，（3）6-12

[9] 魏华：安全仪表的可靠性和可用性分析，石油化工自动化，2009，（1）10-13

作者简介：赵亮（1963-），男，安徽人，高级工程师，1983年毕业于南京工业大学自动化系，现就职于中海化学股

份有限公司工作。

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