1.项目概况：

典型事故案例分析表明，绝大多数事故的发生都与安全仪表系统有关。尽管大多数石化装置均安装了安全仪表系统，但由于安全仪表系统设置的针对性、合理性、有效性等方面的问题造成当灾难性事故发生时安全仪表系统却失去了作用。在石化装置开展安全仪表系统SIL等级评估，合理、有效地设置安全仪表系统，实现安全仪表系统的功能安全，保障石化装置安全，已经成为目前迫切需要解决的问题。

随着石化装置的大型化和复杂化，安全问题日益突出。特别是像乙烯这样生产工艺连续性强，生产需要在高温、高压、易燃、易爆等危险环境下进行，同时由于装置的高度非线性及参数之间的强烈耦合性，控制条件异常苛刻，国内同类装置曾发生过多起安全事故。因此，如何利用现有的海量生产数据，从中挖掘有效的信息，及时发现装置异常，并为操作人员提供对装置运行状态准确及时的分析，是确保乙烯装置安全稳定运行的重要环节，该过程的核心技术是故障诊断。

课题对中国石化6家下属企业生产装置非计划停车情况进行了调研，选取典型企业进行了分类统计、汇总、综合分析，提出了安全控制系统相关技术和管理措施；基于安全仪表系统（Safety Instrument System）相关国际国内标准IEC61508和IEC61511（GB/T20438和GB/T21109），结合国外石油公司良好的工程实践，对安全控制系统可靠性评估技术进行了系统研究，其中包括安全仪表功能辨识、SIL分配和验证、基于风险的检验测试周期、误停车率计算等；研究方法在齐鲁分公司乙烯装置得到具体应用，找出乙烯装置安全控制系统存在的薄弱环节，提出了改善安全可靠性的建议措施；课题还针对乙烯装置GB1201压缩机工艺流程与故障模式特点，结合专家经验，开发了具有自主知识产权的安全运行指导系统，并在GB1201压缩装置上进行了工业应用。

2.主要成果：

（1）对中国石化6家下属企业生产装置2007-2010年非计划停车情况进行了调研，并选取典型企业，对非计划停机情况从设备本身/人为因素、不同组成部分、不同生命周期阶段分别进行了分类统计、汇总、综合分析，提出了减少非计划停机的相关建议措施。

（2）基于安全仪表系统相关国际国内标准IEC61508和IEC61511（GB/T20438和GB/T21109），结合国外石油公司良好的工程实践，对安全控制系统可靠性评估技术进行了研究，其中包括安全仪表功能辨识、SIL分级与验证技术、基于风险的检验测试、误停车率计算等，研究形成了较为完善的石化装置安全控制系统可靠性评估技术方法。

（3）研发了异常工况分析诊断智能“推理引擎”

基于自适应聚类方法、符号有向图、模糊逻辑及专家系统等诊断技术开发的智能“推理机”，对采集到的各种实时数据进行综合分析与数据挖掘，实现对异常工况的智能识别与预警，并将报警信息与装置的工艺、设备和仪表等知识库相关联，为操作人员的安全操作给出合理的操作。

（4）开发了GB1201在线安全运行指导系统，并实现了现场应用。系统的投用使操作人员对装置的运行控制从事后被动干预型变为事中、事前主动预防型。

3.创新点和知识产权：

（1）研究形成了一整套适用于石化装置安全控制系统可靠性评估的技术方法，并第一次在80万吨/年乙烯装置应用。

（2）完成安全联锁系统误停车率（STR）分析技术研究，完善丰富了安全控制系统可靠性评估技术。

（3）针对生产过程多工况造成的异常工况自动识别问题，开发了自适应聚类方法与多种定性定量方法融合的异常工况分析诊断算法，实现了对生产过程复杂多变工况的过程模态自适应动态划分及智能分析与诊断，大大提高了在复杂多变工况下对异常工况监测与分析准确性。

4.成果应用情况：

形成的石化装置安全仪表系统可靠性评估（SIL等级、误动率）技术方法，并利用所形成的可靠性评估技术，完成综合分析评估，提出了相应的建议措施。齐鲁石化组织相关部门和人员会同安全工程研究院进行了论证，一致认为其建议措施合理有效，对乙烯装置安全稳定运行会产生积极作用，并将逐步落实资金与方案，在乙烯装置相继应用。

针对齐鲁分公司烯烃厂GB1201压缩工艺装置，开发了“GB1201安全运行指导系统”并在企业现场应用，实现了对GB1201压缩工艺装置的状态监测、安全操作在线指导等，有利于避免异常工况下事故的发生。同时，该系统的事故预案及操作方案知识库解决了企业职工的在岗安全培训和对日常工作管理等问题，使GB1201压缩工艺装置的安全生产与管理水平得到了较大的提升。

安全仪表系统技术与管理一方面可以确保生产装置必要的风险降低，另一方面可以有效降低安全联锁系统误动率，减少生产装置的非计划停车，经济效益和社会效益显著。随着安全仪表系统SIL理念的提高，越来越多的企业开始进行尝试。一些新上大型石化项目已经开始按照标准要求和理念实施，国内工程公司对外承揽的项目更是要面对来自业主的挑战。国家安全监督管理总局也提出了相关要求，另外，2013年5月3日，中国石化安[2013]259号文件下发，中国石化安全仪表系统安全完整性等级评估管理规定正式开始试行。安全仪表系统应用先进的管理和技术方法是大势所趋，市场前景广阔。