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从企业两起SIS系统异常事件,深挖工艺安全管理的薄弱点

来源:中国化学品安全协会 发布时间:2026/06/09

       工艺安全是化工企业实现安全生产的核心环节,而安全仪表系统(SIS)作为防止过程偏离安全范围、避免重大事故发生的关键保护层,被誉为化工装置的“安全生命线”。然而,在部分企业中,SIS系统仍未引起重视,存在设计不合理、逻辑错误、维护不当等问题,导致“关键防线”失效。

       为明确化工企业SIS系统相关异常事件背后的管理症结并提供优化方向,这里以某化工企业近期发生的两起SIS系统相关异常事件为研究对象,通过事件分析与管理缺陷诊断,探讨工艺安全管理体系存在的问题及其深层次原因,并提出针对性改进措施。

一、 案例回顾:

SIS 系统失效引发的异常工况

       事件一:芳构化装置联锁触发未执行安全动作

       2025年8月12日23时49分,该企业芳构化装置的加热炉火焰检测报警信号触发了安全仪表系统(SIS)的紧急联锁。按系统设计逻辑,当火焰检测报警触发时,SIS应自动执行四项关键安全动作,包括切断反应器原料进料、停止原料进料泵、关闭加热炉燃料气切断阀及关闭长明灯燃料气阀。然而,第二天上午审核期间发现,实际上这些安全动作未能如预期执行,暴露出系统在设计与实施方面存在严重缺陷。

       首先,审核发现现场并未安装反应器原料进料切断阀,使得该项联锁功能从源头上无法实现,导致紧急情况下反应器进料无法被切断。

其次,因燃料气切断阀存在机械故障,现场操作人员为避免影响生产,擅自将其调整为强制开启状态,致使联锁触发后加热炉仍处于燃烧状态,极大地增加了工艺安全风险。

此外,画面组态也未及时更新,SIS系统操作界面中标识的进料泵编号与DCS系统及P&ID图纸中的编号不一致,导致联锁信号无法正确匹配,进料泵未能执行停泵动作,SIS系统的安全防护功能形同虚设。

       更为严重的是,系统报警功能已长期停用,操作台上的报警灯与蜂鸣器均处于关闭状态,操作人员在联锁触发超过11h后才发现系统异常,触发了相关联锁。这一事件表明,该企业在SIS系统设计、设备维护、运行管理等多个环节存在系统性问题,工艺安全防线已严重失效。

       事件二:改造后逻辑未更新导致非计划停车

       在另一事件中,问题同样集中体现在SIS逻辑管理与变更管理流程的缺陷。

       该企业在芳构化装置改造过程中,未按设计要求采购专用冷剂压缩机,而是将异构化装置的富气压缩机(C-11101A)挪作他用,用于替代冷剂压缩机的功能。更为严重的是,在设备替换后,企业未对SIS联锁逻辑进行相应修改,系统中仍保留原异构化装置的联锁逻辑。

       2025年8月13日10时50分,芳构化装置操作人员根据工艺要求对富气压缩机(C-11101A)实施正常停机操作,但SIS逻辑仍将该设备与异构化装置的紧急停车联锁绑定为“二取一”模式(即任意一台压缩机停机均触发装置停车),结果导致异构化装置被误判为发生设备故障,系统自动执行紧急停车联锁,引发非计划停产。

       此次事件不仅直接影响了企业的生产节奏和装置稳定运行,还造成了多装置间的联锁波动,进一步暴露出工艺变更管理、逻辑审查与系统验证环节的严重缺陷。

二、 问题根源分析:

系统性短板的集中体现

       从上述两起事件的分析可以看出,该企业在工艺安全管理的多个层面均存在系统性短板,问题贯穿设计、运行、管理及文化建设等全生命周期,体现出企业安全管理体系的缺陷与执行力的缺失。

       1、 企业在管理体系方面存在明显不足,安全管理仍停留在被动应对和事后整改的阶段。

       虽然企业具备一定的安全意识,但尚未建立覆盖SIS系统全生命周期的工艺安全管理体系。相关管理制度零散且执行缺乏系统性,导致安全管理工作缺乏前瞻性与系统性。

当问题发生后,企业往往采取临时性整改措施,缺乏通过制度固化和流程再造来防止问题重演的能力。这种以问题驱动为主的被动安全管理模式,使得SIS等关键安全设施长期处于“无体系管理”的状态,极易导致防护措施失效。

       2、 企业专业人才匮乏,风险识别与决策能力明显不足。

       当前中层及基层管理人员多数缺乏系统的工艺安全专业知识,对SIS系统的逻辑原理、运行机理及工艺风险认识不足。

部分管理者片面追求生产连续性,忽视安全边界,如强制开启存在故障的燃料气切断阀等行为,实质上削弱了系统的本质安全防护能力。同时,基层员工缺乏对异常工况的识别与应急处置能力,面对联锁触发、报警信号中断等情况时,无法作出正确判断与快速响应。这一现象反映出企业培训体系薄弱,工艺安全知识和技能未能有效传递至执行层。

       3、安全投入存在结构性失衡,导致关键环节保护能力不足。

       尽管企业在技改项目中有一定资金投入,但资金使用重点偏向生产性设备更新,而非安全核心环节。

       典型表现为未采购关键设备(如专用冷剂压缩机),从而破坏了系统的安全冗余设计;未开展LOPA分析与SIL定级工作,导致SIS系统的防护等级与工艺风险等级不匹配;同时,系统升级与定期验证工作长期缺位,SIS系统在多次改造后仍沿用原逻辑,形成了“带病运行”的风险状态。

       这种“重硬件、轻软件”的安全投入结构,使企业安全管理失去了应有的技术支撑。

       4、 项目管控混乱,违规试生产进一步削弱了安全防线。

       企业在技改项目推进过程中,为追求进度和产能,存在“边技改、边试生产”的违规行为,未在装置试生产前完成工艺风险评估与安全验收。SIS系统的测试与验收流于形式,部分甚至存在“虚假测试”,逻辑未更新、标识不一致等问题未被及时发现,致使系统带缺陷投入运行。

       这种“赶工期、轻安全”的管理模式,使安全防护体系名存实亡,埋下了长期隐患。

三、 改进建议

       1、 要从根本上防止SIS系统隐患的再次发生,企业必须系统构建工艺安全管理体系,将安全理念、制度规范与执行责任融为一体,实现从“被动整改”向“主动防控”的根本性转变。

       工艺安全管理体系的总体目标应围绕“风险识别、风险控制与持续改进”展开,形成制度、执行、监控与改进的闭环结构。通过顶层制度设计明确各环节职责分工,建立覆盖设计、施工、投用、运行、变更和退役的管理标准,使安全管理不再依赖个人经验,而是以体系为驱动,以流程为约束,以数据为依据,实现工艺安全管理的系统化、标准化和持续化。

       2、 在此体系下,企业应重点建立安全仪表系统(SIS)的全生命周期管理机制,确保系统设计、建设、运行与维护各阶段均处于受控状态。

       在设计阶段,应严格执行相关国家标准和国际规范,组织开展危险与可操作性分析(HAZOP)、保护层分析(LOPA)及安全完整性等级(SIL)定级,确保防护层配置与风险水平相匹配;

       在施工与验收阶段,建立多级审查与功能验证程序,保证设备型号、联锁逻辑、接线方式与设计图纸一致;

       在运行维护阶段,实行周期性功能测试和SIL确认,确保系统长期保持应有的防护能力;

       在变更与退役阶段,严格执行管理变更(MOC)制度,任何涉及SIS逻辑或设备的变动均应重新评估风险并更新系统文档,从而实现SIS系统的闭环管理。

       3、 企业引入第三方评估与持续改进机制也是体系化管理的重要保障。

       企业可定期委托专业机构开展SIS系统的功能评估、逻辑一致性核查和维护质量审查,通过外部力量促进内部监督,避免“自查式盲区”。

       同时,应建立年度工艺安全绩效评估制度,设置关键绩效指标(KPI),如联锁触发率、误动作率、整改完成率等,对结果进行量化考核与持续跟踪。

       企业应形成“评估—整改—复评—提升”的闭环管理模式,不断优化体系运行效果,真正实现动态改进。

四、 结语

       综上所述,本文通过对芳构化装置两起典型事件的深入分析,揭示了企业在安全仪表系统(SIS)管理方面存在的系统性、结构性问题。

       事故并非由单一设备故障或偶发操作失误引起,而是设计缺陷、变更失控、运行管理失范及安全文化薄弱等多重因素长期叠加的必然结果。因此,化工企业必须从全生命周期视角重新审视SIS系统的定位与管理模式,将其纳入统一、系统的工艺安全管理体系之中。通过顶层制度设计明确各环节职责分工,强化逻辑审查、测试验证与运行维护,提升专业人才能力建设和安全投入的针对性,才能确保SIS系统在关键时刻真正发挥风险屏障作用。

       只有实现从“被动整改”向“主动预防”、从“经验管理”向“系统治理”的转变,才能有效防范类似事件重复发生,为装置长周期稳定运行和企业本质安全水平提升提供坚实保障。