液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷，被是地球上最干净的化石能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的质量仅为同体积水的45%左右。其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船运送。液化天然气燃烧后对空气污染非常小，而且放出的热量大，所以液化天然气是一种比较的能源。LNG 是一种重要的有机化工原料，主要有甲烷成份。LNG 通过在常压下气态的天然气冷却在-162℃，使之凝结成液体。LNG 是一种清洁能源，也是一种可燃、可爆的气体。近年来，对安全生产要求不断提高，安全仪表sis系统已经成了保证装置正常生产，保护人员和设备安全主要措施，对其性能要求也逐渐提高。本文以sis系统LNG的项目各装置，从可靠性角度进行分析，集中阐述了安全仪表sis系统在LNG装置的设计应用。

1、sis系统在LNG项目的应用

      根据 GB/T50770-2013《石油化工安全仪表设计规范》定义，安全仪表sis系统能实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。安全仪表sis系统包括测量仪表、逻辑运算器和非常终元件、关联软件及部件。整个20万吨/年LNG项目各装置供用一套安全仪表系统，安全完整性等级为 SIL3。主要完成以下逻辑联锁保护功能:

（1）全厂急停 11-HS-001 手动按钮，进装车切断阀13-XV-0505 关闭，LNG 装置 1100-F-01 加热炉停止，两台空压停车；

（2）LNG 装置手动急停按钮 11-HS-002 启动，原料进装置 11-XV-0501 切断阀关闭；冷剂压缩机 1100-K-02 停和部分机泵等；

（3）再生气加热炉出口温度 11-TSHH-1902 高高 300℃，再生气加热炉进口燃料气切断阀 11-XV-1901 关闭，再生气加热炉11-F-01 停;

（4）至冷箱解冻天然气温度 11-TSHH-1905 高高 300℃，至冷箱解冻天然气 11-XV-1902 切断阀关闭；

（5）净化分离气 1100-SPR-02 液位 11-LSLL-0802 低低50﹪,净化分离器底部胺液排放切断阀 11-XV-0801 关闭；

（6）吸收塔 T-01 液位 11-LSLL-0702 低低,吸收塔底部胺液排放切断阀 11-XV-0701 关闭；

（7）原料气进口分离气 1100-SPR-01 液位 11-LSLL- 0501 低低 13.38﹪，原料分离器底部排放切断阀 11-XV-0502关闭；

（8）再生气压缩机 1100-k-01A/B、BOG 压缩机 1100-K- 03A/B、循环 BOG压缩机 1100-K-04A/B允许启动和联锁保护；

（9）汽车装车 LNG 收集池温度 13-TS-001DI 低低及安全逃生紧急停按钮 HS-001/002/003,六台批量控制器停止装车，及启动相关联锁；

（10）LNG 储罐液位 12-HS-0621/0622/0623 高高，LNG储罐 N2 切断阀 12-XV-0602 关闭；LNG 储罐液位 12-HS-0621/0622/0623 高，LNG 储罐入口切断阀 12-XV-0603A/B 关闭。

2、sis系统所需现场仪表的设计选型

   sis系统所需现场仪表由检测元件和执行元件两部分组成，在危险故障率中所占比例分别为 35％和 50％，其可靠性直接关系着整个系统的安全可靠性。在设计过程应从多方面进行考虑，包括仪表自身性能的可靠性及外部环境、安装等方面。本 LNG 项目的安全测量仪表设计主要热电阻、智能变送器、雷达液位计、伺服液位计，热电阻为法兰式、铠装弹簧压紧式、直行整体钻孔套管结构，在温度检测仪表系统回路设计了温变安全删，在温变安全删设置回路保护功能，热电阻断线只报警而不联锁动作。变送器设计为带 Hart 协议、LCD 显示、4-20mA 信号功能智能型变送器，于压力开关仪表，变送器随时看到压力值，调校维护方便，通过手持终端就完成变送器的调校和联锁自保试验。LNG 储罐液位选型为恩拉夫的两台伺服液位计和一台雷达液位计，分别输出4-20mA 信号，4-20mA 信号进入安全仪表系统 3 个不同三重化输入模块，方式为三取二逻辑表达形式，这种配置增加了安全仪表的可靠性。另一路通过 RS-485 的通信，雷达液位计、2 台伺服液位计的液位在DCS系统显示，并在现场配置罐旁显示仪。

3、sis系统执行元件

   sis系统执行元件多为带电磁阀、相关气路的调节阀和切断阀，在设计时，非常多考虑的是其可靠性和本质安全。从本质安全要求，开关阀设计非常好为带弹簧复位的单作用执行机构，在管网气源压力失去的情况下，单作用执行机构可以依靠弹簧的弹力作用将开关阀至于安全状态，若设计双作用执行机构要带有储气罐，故障安全型设置，电磁阀长带电，低功耗型。本 LNG 装置开关阀设计为单作用气动执行机构全通经球阀，LNG 罐区和装车开关阀因低温，设计选型，位号为13-XV-0505、13-XV-0603 两台开关阀需经 SIL3 认证。在开关阀采购过程中的技术确认也是一项重要环节，是杜绝安全隐患保证可靠性的重要环节，开关阀供应商有时出于价格的靠虑，所供的产品有卡边配置，在正常的工况使用是没有问的。

 因此，sis系统和dcs系统可实现自动切换，在环境温度较低的地区将在空温式气化器后配备水浴式加热器，用于在环境温度较低时对空温式气化器输出的气体进行复热，以保证进入储气井的气体温度≥-5℃，dcs系统会根据出口温度自动完成水浴式加热器是否投运。