储气库肩负着一个地区天然气保供、用气调峰和应急储备、应急调峰的崇高使命,由于其具有生产连续性特点,以及天然气具有高温高压、易燃、易爆、易泄漏等高风险特点,因此作为安全屏障中重要一环的安全仪表系统自身功能有效性与否至关重要。目前,国内针对储气库安全仪表系统功能安全评估尚处于起步阶段,暂未形成系统化评估方法,在实际工程应用中存在安全仪表系统安全完整性是否满足、冗余配置是否合适、维检护策略是否合理等一系列问题。本文基于西部某储气库安全仪表系统设置现状调研,分析存在的突出问题,并结合已有研究成果,提出一套适合该储气库安全仪表系统SIL分析模式,包括建立贫数据条件下Monte Carlo仿真结合Markov法SIL评估模型和考虑共因失效和诊断覆盖率的多样性结构SIL评估模型,实现对整个储气库125个SIS进行SIL分析,了解各站场SIL验证现状及配置规律,并明确存在“欠保护”与“过保护”的联锁系统;接着分别研究SIS结构容错性、测试策略对系统性能敏感性影响,从而优化储气库安全仪表系统功能,提升了储气库SIS配置及安全维保管理。此外,为确保系统维检护正常执行,基于可靠性原理及安全完整性等级要求,建立了SIS备品备件策略模型,并将该模型应用到储气库SIS备品备件数量确定和库存管理研究,为企业SIS维保所需的备品备件管理提供了技术指导。最后,以IEC 61508标准及本文已建立模型为基础,借助MATLAB GUI编程工具开发SIL评估及优化功能软件,主要包括贫数据和多样性结构SIL评估功能、SIS结构容错性与测试策略敏感性分析功能和SIS备品备件数量确定功能,并将功能软件应用于储气库相应系统SIL评估及安全维保优化研究,说明Matlab GUI设计功能软件相对于手工计算可帮助用户高效、精确地对SIL进行评估及优化分析研究,且证明了该功能软件具备一定工程实用性,可为工程实际应用提供技术支持。