合理设计安全仪表功能回路的冗余架构

安全仪表功能(SIF)回路的冗余架构应满足安全和误停车率的要求。结合安全完整性等级(SIL)验证工作的经验,对影响SIF冗余架构设计的标准及各种规定的强制约束和影响SIF回路冗余架构设计的因素,如:安全失效因子、平均失效率及误停车率、共因失效及检验测试时间间隔、仪表测量及制造原理、仪表故障模式对架构降级的约束等,进行了工程分析,给出了合理的冗余架构设计原则。合理的冗余架构设计,应当兼顾SIF回路中的各个部件,并非冗余仪表越多越好,也并非越少越好,在经济条件允许的前提下,合理性是在满足安全及减少误停车率之间平衡的结果。

安全仪表功能的实现与验证

以石化装置安全仪表系统为例,叙述了如何进行安全仪表系统设计,重点阐述了安全仪表设计过程中应该注意的几个问题。

考虑人因可靠性的安全仪表功能SIL验证方法研究

油气站场一般设置有紧急停车系统(ESD)等存在操作员介入的非常规安全仪表功能(SIF),为解决已有的安全完整性等级(SIL)评估方法不能针对此类SIF进行功能安全评价的情况。对存在操作员介入的非常规SIF进行研究,将其中的人为因素细分为观察、决策和执行3个阶段;根据各类人因可靠性分析方法优缺点,筛选CREAM和HCR方法分别分析紧急情景环境和应急响应时间对非常规SIF人因失效概率的影响,建立考虑人因可靠性的SIL验证模型;基于此模型选取某输油站典型SIF开展SIL评估,分析人因失效对SIF整体可靠性的影响水平,并提出改善措施。结果表明:将操作员应急响应过程中的人因失效概率引入传统的SIL验证模型中,可实现对非常规SIF的功能安全评价;人因失效对非常规SIF具有显著影响,筛选的人因可靠性模型可准确计算人因失效概率。

安全仪表功能回路设计及SIL验算

简要介绍了安全仪表功能(SIF)回路安全完整性等级(SIL)定级的方法;分别介绍了IEC 61508和ISA TR84.00.02中SIL验算的方法;以普通仪表和经过安全完整性等级认证的仪表为例,计算其平均失效概率(PFDavg),得出SIF回路的SIL。比较普通仪表和经过安全完整性等级认证的仪表组成的SIF回路,结合实际设计和应用情况,给出安全仪表系统(SIS)设计的建议。

关键过程误停车率与安全仪表功能回路的设计

介绍了ISA-TR84.00.02规范中对关键过程误停车率(STR)的计算方法 ,给出了能承受的STR判断方法。根据具体案例,分别对普通仪表和经过安全完整性等级(SIL)认证的仪表组成的安全仪表功能(SIF)回路的STR进行了计算,对比了不同的"Moo N"结构的SIF回路的STR。分析接线箱、浪涌保护器、安全栅、继电器对SIF回路STR的影响,结合工程实际,给出SIF回路设计的建议。

浅谈安全仪表功能的识别原则

安全仪表功能的确定是安全仪表系统(SIS)全生命周期中重要的一环,若安全仪表功能设置不合适,则不能实现其风险削减的目的,可能会对生产过程的安全运行造成潜在威胁或发生不期望的安全事故。以某氧化工艺的关键工段为例,介绍了氧气与乙烯气体混合单元的HAZOP分析和LOPA分析,探讨了安全仪表功能的识别原则及其SIL等级的确定。

基于因果表的安全仪表功能分析方法探讨

IEC 61508和IEC 61511是流程工业中安全仪表系统(SIS)需要执行的基本标准,对SIS的评估、分析、设计、实施、应用等均起着指导作用。介绍了按照IEC 61508,IEC 61511标准定义的安全仪表功能(SIF)的基本含义和要求;对石油化工装置中常见的各种联锁按照IEC 61511标准的要求来如何描述进行了说明,通过实例对因果表在联锁分析过程中的主要方法和转换进行了详细的论述;明确了在分析过程中应该从仪表保护功能的主要动作、危险产生的后果、安全联锁的直接原因和间接原因等,来定义符合IEC 61511标准的SIF。

安全仪表功能的SIL等级评定及安全相关设计

介绍了采用校正的风险图方法确定安全完整性等级(SIL)的方法,并从硬件结构约束、平均失效概率(PFDavg)的验算及共因失效(CCF)因素等三个方面给出自控工程设计人员在接收安全专业工程师提供的安全仪表功能(SIF)回路SIL等级表后如何进行安全仪表的设计、选型及验证.

安全仪表功能的安全完整性等级选择与验证方法

结合IEC61508、IEC61511和相关资料,介绍安全仪表系统(SIS)、安全仪表功能(SIF)和安全完整性等级(SIL)之间的关系,并就如何对在役安全仪表系统开展安全仪表功能识别,安全仪表功能的安全完整性等级选择与验证进行了阐述。

安全仪表功能的设计和SIL的确认

简要介绍安全仪表系统(SIS)的安全仪表功能(SIF)的设计,包括功能安全设备的评估和选择方法及安全完整性等级(SIL)的确认。

安全仪表功能的实现和验证

在IEC61511安全生命周期中的分析阶段要进行工厂或装置的危险和风险分析，安全保护层的设计和安全要求规范（SRS）的编制。根据安全要求规范中的安全仪表功能（SIF）要求合理地设计安全仪表系统（SIS），

石化装置中安全仪表功能的评估和验证

详细介绍了石油化工项目中安全仪表功能(SIF)评估和验证的内容,分析了SIF评估和验证过程中需要注意的问题,结合工程实践给出了降低回路平均失效概率PFD_(avg)的方法,给未来新建的化工装置和危险化学品储存设施项目提供了借鉴。

安全仪表功能管理

过去的这些年,社会经济的不断发展使得过程工业的规模越来越大,带来的整体系统所面临的风险也随之增加,在以石油/天然气开采运输、石化、化工、发电等为代表的过程工业领域,紧急停车系统(ESD)、燃烧器管理系统(BMS)、火灾和有毒有害可燃气体检测保护系统(FGS)、高完整性压力保护系统(HIPPS)等以安全保护和抑制减轻灾害为目的的安全仪表系统(SIS),已广泛应用于不同的工艺或设备防护场合,保护人员、生产设备及环境,但是对于在役安全仪表系统的维护和安全仪表功能的管理还存在诸多挑战,本文结合功能安全标准,给出了安全仪表功能的管理内容。

安全仪表系统的功能安全测试研究

阐述了安全仪表系统投入运行前与运行后进行的测试内容和要求,给出安全仪表功能(SIF)各组成部分的离线测试和在线测试的内容和指导原则,对实施离线测试和在线测试的流程、测试要求及方法等方面进行了详细的分析和讨论。所提出的系统和各部件的测试内容、测试要求以及测试流程和技术方法等为规划和管理安全仪表系统SIF整体安全生命周期的功能安全测试与验证提供有力的指导,也为安全仪表系统的分析、设计、开发、运行和维护等各阶段活动提供参考。

安全仪表系统的可用性分析

基于安全和风险管理的角度,安全仪表系统(SIS)的设计需要具备高安全性和高可用性的特点,安全性可通过安全完整性等级(SIL)衡量,可用性可通过平均无误停车的工作时间(MTTF_(spurious))和平均修复时间(MTTR)衡量。介绍了可用性分析过程及分析方法,以某国产化SIS为例,阐述了通过可靠性框图计算安全仪表功能回路的误停车率(STR)的方法,确定SIS的可用性指标,为设计阶段的硬件选型、系统配置以及后续的维护条件对于可用性的提升提供指导建议。

LNG卫星站安全仪表系统功能安全评价

针对国内一已运营的典型LNG卫星站,采用HAZOP分析方法对其需要的安全仪表功能进行了辨识,利用LOPA法确定了相应安全仪表功能的SIL等级,并采用马尔可夫模型进行了SIL验证。结果表明:该站已有的安全仪表功能尚不完善,还需新增储罐超压联锁排放和空温式气化器过压保护等两个安全仪表功能,且其SIL等级应达到SIL2。针对SIL等级达不到要求的两个新增安全仪表功能,提出了调整功能测试周期、选用带危险失效自诊断的仪表和冗余结构配置等多种措施组合的优化改进方案。LNG卫星站应在设计阶段即开展安全仪表系统功能安全评价,以确保安全仪表系统设计的合理性与可靠性。

仪表型安全系统功能安全评估的应用研究

通过对上海某合成气分离净化CO和H2项目中的供气系统下游压力控制保护系统仪表和系统的FMEDA确认和PFD计算,重点介绍在过程工业领域中仪表型安全系统的FMEDA确认和PFD计算方法。

安全仪表系统安全完整性等级(SIL)评估技术应用

介绍安全仪表系统SIL等级评估过程,并对PTA装置氧化反应器尾氧超8%联锁回路进行评估。通过评估可以合理、有效地设置安全仪表系统,保障石化装置安全完整性。

安全仪表系统的回路设计探讨

以GB/T 20438—2006《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》和GB/T 21109—2007《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》为理论依据,介绍了安全仪表功能、安全完整性、安全完整性等级等安全仪表系统设计的相关概念,并根据示例进行安全仪表系统的设计实践;探讨了安全仪表系统的回路设计及验证方法,以解决工厂安全仪表系统的设计问题;对比分析了安全仪表系统的多种回路构成方案,提出了改善安全仪表系统的几种思路,在保证系统可靠性的同时,合理地提高系统的可用性。

基于SIL评估的LNG加气站安全仪表系统问题分析及改进建议

为分析LNG加气站安全仪表系统的功能完备性与可靠性,以3座典型的三级LNG加气站为研究对象,全面开展安全仪表功能辨识、安全完整性等级(SIL)定级与验证,进而提出针对性的改进建议。结果表明:3座LNG加气站的安全仪表系统均存在功能不完备、设备组件缺少失效数据的问题;为满足风险控制要求,三级LNG加气站需设置15个安全仪表功能,其中1个应达到SIL2等级,14个应达到SIL1等级;LNG加气站的安全仪表系统应选用获得功能安全认证的设备组件,并在设计阶段开展SIL评估工作。研究结果可为今后LNG加气站安全仪表系统的设计与管理提供重要参考。