[发明专利]控制石化装置安全稳定运行的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制石化装置安全稳定运行的方法。

背景技术

在过程工业领域，特别是石油化工过程中，安全联锁系统的作用举足轻重，是重要的保护层，在生产过程中承担着监测与安全有关的状态参数、发现故障或异常等危险情况时及时采取措施以防止事故发生等重要的安全仪表功能，目前已广泛地应用于石油、化工等过程工业领域。因此安全联锁系统的安全性能直接关系到各种危险源、成套装置的安全控制与安全保护水平，进而直接关系到安全生产水平。设计一个安全联锁系统时，应该使该安全联锁系统具有正确的安全功能。此外，必须考虑安全仪表功能能够多好的被执行，安全完整性等级关心的就是安全功能能够多好的得到执行。正常情况下，安全联锁系统是静态的、被动的，不需要人为干预。但在危险情况出现时，必须能够由静变动，正确完成其安全功能。安全联锁系统设计不合理，不但会给人员、环境带了巨大的潜在威胁，还会引起装置非计划停工。因此，优化配置安全联锁系统，一是可以改善安全联锁系统安全可靠性和可用性，尽量避免“拒动”和“误动”；二是可以解决“过度联锁”和“联锁不足”的问题。

CN201010577606涉及一种安全仪表系统的功能安全评估方法，为对安全仪表系统进行可靠模拟、监控以及功能安全评估，并研究安全仪表系统共因失效的变化情况，方法包括：安全仪表系统对受控系统进行功能安全控制；对安全仪表系统进行初始风险分析，确定安全完整性等级；验证安全仪表系统是否达到所确定的安全完整性等级；改变安全仪表系统的组成结构或组成设备。

设计师们为石化装置设计了安全联锁系统(如液位低低、流量低低、压力高高等)来保护装置的安全，但是由于安全联锁系统设计的不合理，给装置带来了潜在的危险及非计划停工情况。

如何合理配置石化装置的安全联锁系统，综合考虑其安全可靠性和可用性，在保障装置安全的前提下，减少误停车次数，成为人们越来越关心的问题。因此，合理、可行的设置安全联锁系统对于保障装置安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中安全联锁系统设置不合理，存在“欠保护”和“过保护”的问题，提供一种新的控制石化装置安全稳定运行的方法。该方法具有安全联锁系统设置合理，不存在“欠保护”和“过保护”的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种控制石化装置安全稳定运行的方法，包括安全联锁系统，所述安全联锁系统由传感单元、逻辑控制器和最终执行机构组成，所述传感单元能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按规律变换成为电信号传送给逻辑控制器，所述逻辑控制器判断达到联锁值时，最终执行机构执行预定的动作，使装置进入预定安全状态；利用上述系统控制方案优化方法，包括以下步骤：

(a)过程危险分析，确定潜在危险或危险事件；

(b)风险评估，采用保护层分析方法，得出危险后果和发生频率，确定是否需要SIF及SIF的SIL等级；

(c)采用故障树分析方法，结合专业分析软件进行安全完整性等级验证计算及误停车率计算；

(d)判断是否满足风险降低要求，针对欠保护的情况，提出符合风险降低要求的改进措施；

(e)满足SIL等级要求的前提下，判断是否过保护，优化冗余结构，降低误停车率；

(f)结合步骤(d)和步骤(e)，优化配置安全仪表功能回路。

上述技术方案中，优选地，步骤(a)中的过程危险分析方法，具体包括如下步骤：(1)根据石化装置的工艺流程图、管道和仪表图以及联锁说明，识别与分析各种参数偏差发生的原因以及这种偏差所产生的后果；(2)找出现有的安全保护设施并提出建议措施，降低风险等级；(3)梳理现有的和建议增加的安全仪表功能回路，并列出安全仪表功能清单。

上述技术方案中，优选地，步骤(b)中的风险评估方法是采用保护层分析技术，为半定量分析方法，具体包括如下步骤：(1)场景识别与筛选；(2)选择事故场景；(3)初始事件确定；(4)独立保护层评估；(5)场景频率计算；(6)风险评估与决策；(7)判断是否需要SIF，若不需要SIF，则执行步骤(8)；若需要SIF，则执行步骤(9)；(8)判断是否有更多场景，若有更多场景，则执行步骤(10)；(9)确定目标SIL；(10)进入下一个场景，然后执行步骤(3)。