LNG气化站作为城镇天然气供应工程中的重要组成部分,承担着气源供应、应急调峰等重要作用,储存有大量LNG,一般属于重大危险源,一旦发生泄漏气化并扩散,极易造成火灾、爆炸等各类灾难性后果,安全仪表系统是保障气化站安全可靠运行的有效措施之一。目前,国内针对LNG气化站安全仪表系统的功能安全评价尚处于起步阶段,还没有一套系统的功能安全评价方法,在实际应用中存在安全仪表功能是否足够、冗余结构是否合适、安全完整性等级是否满足实际要求等一系列问题。因此,调研LNG气化站安全仪表系统设置现状,分析存在的突出问题,建立适用于LNG气化站的安全完整性等级定级和验证方法,形成系统的LNG气化站安全仪表系统功能安全评价方法,对于LNG气化站的安全功能辨识、完整性等级定级与验证、冗余结构确定、仪表选型、功能测试周期确定及保障安全运行具有重要指导意义。对此,本文开展了以下研究工作：(1)通过对LNG气化站设计规范和资料的详细调研,归纳分析了各规范对气化站安全仪表系统的要求,实际站场中安全仪表的配置情况和联锁逻辑关系,以及存在的突出问题：1)相关设计规范关于安全仪表只有一些原则性、指导性的条款,安全仪表系统应该采用何种冗余结构、SIL等级达到什么等级并未涉及；2)虽然设计人员基本遵循规范设计安全仪表系统,但是现有安全仪表功能基本都只采用了1ool冗余结构,能否达到目标SIL等级要求,是否还需要新增其他安全仪表功能并未得到验证。(2)为了保证后续SIL定级工作的高效进行,不同等级的气化站使用相适应的定级方法,针对LNG气化站无分级的问题,参照石油天然气站场分级标准,提出了LNG气化站的分级方法,将LNG气化站按照储存总容量划分为五个等级：总容量V1>5000 m3为一级；2000 m3<V1≤5000 m3为二级；1000 m3<V1≤2000 m3为三级；200 m3<V1≤1000 m。为四级；V1<200 m3为五级。(3)对比分析了常用工艺危险分析方法的优缺点,结合LNG气化站工艺设备众多、工艺复杂等具体特点,推荐选用危险与可操作性分析(HAZOP)方法作为LNG气化站的安全仪表功能辨识方法,并根据分析报告确定安全仪表功能。(4)研究了三种常见的SIL定级方法：风险矩阵法、风险图法和保护层分析法,根据各方法的优缺点、适用范围及LNG气化站分级标准,提出了适用于不同等级LNG气化站的定级方法：一、二级LNG气化站采用保护层分析法；三、四级采用风险图或保护层分析法；五级采用风险矩阵或风险图法,并建立了相应的SIL定级流程。(5)研究了SIL验证常见的三种方法：故障树、可靠性框图和马尔可夫,并对比分析了各自的优缺点及适用范围,推荐使用马尔可夫作为LNG气化站可靠性建模的基础验证方法。探讨了失效模式、冗余结构、共因失效、设备自诊断功能等影响可靠性建模精度和复杂度的关键因素,选取β模型作为共因失效模型,建立了LNG气化站1oo1、 1oo2、2oo2和2oo3冗余结构的马尔可夫模型及适用于LNG气化站的SIL验证流程。并采用C#和Matlab混合编程,编写了包含了三种验证方法的LNG气化站SIL验证计算程序。(6)对一个LNG储存总量为900m3的气化站开展了安全仪表系统功能安全评价,结果表明：1)通过HAZOP分析,辨识出7个安全仪表功能,包括现有的5个安全仪表功能及需新增的2个安全仪表功能,新增的2个安全仪表功能为储罐超压联锁排放和气化器过压保护功能；2)通过LNG气化站分级方法,确定该站属于四级站场,根据SIL定级流程,选取准确度较高的LOPA分析法对7个安全仪表功能进行了SIL定级,定级结果为：1个SIF无安全需求,3个SIF为SIL1等级,3个SIF为SIL2等级：3)利用建立的马尔可夫验证模型及编写的验证计算程序,对7个安全仪表功能进行了验证,所有的SIF只能满足SIL1等级要求,其中3个不能满足目标SIL2等级要求；4)以紧急停车系统(SIF-5)为例,从结构冗余、功能测试周期和仪表自检三种措施讨论了各个措施对SIL等级的影响,最后对未满足要求的安全仪表系统提出了多种措施组合的改进方案。