摘要：克拉2氣田的產量占“西氣東輸”一期工程的90%以上，生產裝置的安全、平穩(wěn)運行尤為重要。通過引入Honeywell公司的安全管理系統(FSC)對處理廠、氣井生產過程進行監(jiān)控，實現了氣田對IEC61508標準中規(guī)定的安全完整性(SIL)的要求?？死?span lang="EN-US">2氣田安全管理系統在工藝上具有在異常情況關閉氣井，處理廠關閉進出裝置閥門、打開放空閥實現受限放空的特點；在自控上具有多節(jié)點、層次化、等級化、一體化的特點。通過對典型邏輯的模塊化封裝，實現了控制邏輯的便捷編制；同時，對安全管理系統的事件順序記錄(SOE)在跨網段情況下不能有效整合到服務器中的故障給出了分析及解決方案。該系統在克拉2氣田的成功應用，確保了氣田在緊急情況下的風險消除，達到了設計目的。

主題詞：克拉2氣田；監(jiān)測系統；安全管理系統；控制系統

克拉2氣田是“西氣東輸”工程的主力氣田，是典型的“三高”氣田，肩負著十分重要的政治責任和社會責任；同時，天然氣生產處理過程具有易燃、易爆、高壓等特點，一旦發(fā)生事故，若不能及時控制和處理，將會釀成災難性的事故和重大損失。

一、安全管理系統概述

??? 安全管理系統是一種對工廠出現異常情況時做出反應的系統，用于當生產過程的預定條件受到沖擊時，自動地將其置于安全狀態(tài)。它必須在工廠裝置本身出現危險，或者由于操作不當而將導致危險的情況下，產生正確的輸出以防止危險的出現，或減輕所造成的后果^[1]。

??? 安全完整性等級(SIL)由工藝流程或生產裝置的安全要求決定，裝置的危險性越高，所要求的安全等級就越高，IEC61508中定義了安全完整性等級的劃分^[2]，見表1。

表1 IEC61508中安全完整性等級劃分表

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??? 特別指出的是，在IEC61508中對于SIL1～SIL3級可以采用電子可編程安全系統來實現，但對于SIL4級別，電子可編程安全系統卻不適用。

??? 針對克拉2氣田的井口距離長、井站分散、安全要求高的特點，使用了美國Honeywell公司最新一代DCS系統(過程知識系統PKS)、安全管理系統(FSC)及美國BristolBabcock公司的ControlWave系列RTU，分別實現過程控制、安全管理和數據采集監(jiān)控功能。安全管理系統(FSC)是一個高度可靠和高度集成的、“故障安全”和“安全容錯”的安全系統^[3]，通過高速光纖網絡連接各FSC構成安全控制網絡。

二、氣田安全管理系統的實現

??? 克拉2氣田包括3個部分：處理量為3000×10⁴m³/d的中央處理廠、處理量為2000×10⁴m³/d的第二處理廠和17口高壓采氣井。根據危險的大小，天然氣處理廠安全級別為SIL3級，井口安全等級為SIL2級。

??? 1. 安全管理系統的工藝實現

??? 對于采氣井，采用了故障關井的方式來實現工藝上的安全。當發(fā)生火災、液壓油刺漏、可調油嘴失效等情況下，通過關閉井下安全閥、主閥和翼閥，停止氣井的生產進而實現單井安全控制。

??? 在天然氣處理廠，鑒于單套裝置的處理量巨大(500×10⁴m³/d)，采用了關閉裝置進出口、打開放空閥放空的辦法實現裝置的有效停車。為了有效解決超量放空，采用了迷宮籠套式調節(jié)閥及旋塞閥+限流孔板兩種方式實現受限放空，裝置在關閉進出口后，高壓天然氣通過放空閥進入放空火炬，實現安全排放。

??? 2. 安全管理系統的等級劃分

??? (1) 按安全管理系統所處位置可以劃分為井口、中央處理廠和第二處理廠3個部分：井口安全管理系統對井口異常情況進行處理，同時接受兩個處理廠的指令信號進行關井；中央處理廠和第二處理廠負責對所屬場站內部進行緊急關斷，對井口安全管理系統可發(fā)出指令進行關井操作。

??? (2) 按控制范圍可依次劃分為裝置級、廠級、氣田級3個等級：①裝置級只針對單套裝置，裝置進出口切斷，放空閥打開，放空裝置，并停運對應的動設備；對于采氣井則關井。②廠級分別執(zhí)行中央處理廠和第二處理廠的緊急停車指令，廠級只作用于本廠和部分單井，不影響另一個處理廠。③氣田級執(zhí)行全氣田緊急停車、兩個處理廠及所有單井全部緊急停車，為最高級別。