湿式报警阀组的要求时平均失效概率计算方法研究

受腐蚀、老化、堵塞等累加因素影响,火灾时自动喷水灭火系统的湿式报警阀组有概率无法按需运行。为科学评估湿式报警阀组在执行预定功能方面的能力,对阀组的安全失效模式和危险失效模式进行分析,通过引入功能安全评估方法,使用JMP数据分析软件对区间删失型失效数据的分布情况进行拟合。实例分析表明,湿式报警阀的失效概率函数符合威布尔分布,进而计算获得PFD_(avg),评估阀组的SIL等级。研究方法可为其他固定消防设施的功能安全评估提供借鉴,有助于提升消防系统安全管理水平。

安全仪表系统共应失效分析判断

安全仪表系统是安全生产中非常重要的保护层,在生产装置中的安全保护作用举足轻重,关键时候能发挥“锚泊”效应,避免事故发生,越来越受到重视。共因失效是安全仪表系统保护层失效的一个重要因素,影响了安全仪表系统的可靠性和可用性。本文分析了共因失效的标准和判断及要求时的失效概率计算。

一种检验测试覆盖率的定义方法及其马尔可夫验证

基于FMEDA分析提出了一种检验测试覆盖率的定义方法,以及可以提高检验测试覆盖率的措施,基于单卡三重化系统利用马尔可夫模型建模,表征检验测试覆盖率的提高对安全仪表系统(SIS)的PFDavg的影响。应用表明,该检验测试覆盖率的定义方法提出的措施可以有效提高检验测试覆盖率,仿真结果发现:提高检验测试覆盖率,并合理增加检验测试频率可以使SIS在其使用期间内的PFDavg大幅降低。

基于可靠性框图法的安全功能失效概率定量分析

利用可靠性框图法详细推导不同结构下平均失效概率的计算方法,给出安全相关系统安全功能的平均失效概率的计算过程,并通过实例对安全控制系统进行定量分析。

SIS在赛科项目中的应用

目前,国内很多项目对安全仪表系统要求不是很严格,但随着人们对装置安全及人员保护更加深刻的认识,这类安全仪表系统会得到越来越多的重视和应用。简单介绍了SIS在赛科装置中的应用,SIS各个生命周期以及具体实施的方法,列出了安全度等级,要求故障概率等数据的计算方法。

安全仪表系统可靠性影响参数的敏感性分析

提出采用灰色系统理论中的灰色关联分析法对安全仪表系统可靠性影响参数进行敏感性分析。以一个采用2oo3冗余结构的逻辑控制器为实例,通过计算影响可靠性量化指标(要求的平均失效概率PFDavg)的主要参数的灰关联度序列,分析出影响SIS可靠性的主导因素以及各参数的敏感程度,对安全仪表系统的设计和整改具有重要意义。

基于多故障冲击模型和故障树的PFDavg计算方法研究

为提高安全仪表功能(SIF)要求时危险失效平均概率(PFDavg)计算结果的精确度,提出1种能准确计算SIF在多重共因失效影响下的PFDavg的数学模型。建立包含多重共因失效的系统失效故障树,然后利用多故障冲击模型区分普通失效率和多重共因失效率,根据瞬时不可用率的定义和故障树的逻辑关系计算出SIF的瞬时不可用率;基于PFDavg的定义,计算出SIF的PFDavg,以某化工企业SIF为例进行验证。结果表明:方法有效考虑了多重共因失效对SIF的影响,通过模型计算出SIF的PFDavg大于基于马尔可夫(Markov)方法的软件计算结果,但二者处于相同的数量级。模型在评估SIF的PFDavg时比传统方法偏保守,能提高安全仪表功能的安全性。

用故障树方法计算不同结构变送器失效率

安全仪表系统是石油化工生产装置普遍采用的、用于降低过程风险的仪表系统。主要介绍其传感器子系统的失效率计算。计算采用了故障树方法,以压力变送器为例,就传感器子系统常用的结构:1取1结构、2取1结构、2取2结构、3取2结构分别作了安全失效率和平均危险失效率的计算,定量地说明同一种变送器由于采用了不同的物理结构而导致不同的失效率。

安全仪表系统切断阀的在线测试

根据实际生产维护经验和有关机构的统计数据,对安全仪表系统切断阀在线测试的必要性及重要性进行了阐述,并重点介绍了部分行程测试法的三种方法的利弊和应用实例。

功能测试条件下安全仪表系统失效概率预测方法

采用马尔科夫模型法对考虑功能测试条件的安全仪表系统的危险失效预测,提出了在线和离线功能测试下的状态转移矩阵。通过在线或离线状态下的状态转移矩阵,得到安全仪表系统功能测试后的状态,通过求解系统功能测试后的测试间隔内的平均要求时失效概率,进而得到衡量安全仪表系统安全性的安全完整性等级(SIL)指标。

SIL定量计算评估方法在BPCS中的应用

根据概率计算的基本方法,将定量计算评估安全仪表系统(SIS)的相关方法及平均失效概率(PFDavg)等概念引入到具有多种控制结构的基本过程控制系统(BPCS)的评价工作中。根据各自的结构特点,列出了针对6种常见控制结构,同时适用于另外8种控制结构的集成计算公式。通过这些方法和概念的借鉴引入,能够为有效衡量BPCS的执行能力提供相应的帮助,从而为BPCS的设计、安装、维护、更换和拆除等工作提供科学、可靠的依据。另外,针对BPCS连续执行(而非在要求时执行)、仪表可靠性随时间增加会明显降低等特点,提出了动态λ的概念,以期使针对BPCS的评价工作更加合理、完善。

高要求模式SIS异型冗余结构PFH计算模型

为了满足石油化工生产中对高要求操作模式下采用异型设备的安全联锁回路进行SIL定级的需求,避免因误用同型PFH公式导致SIL等级评估误差。考虑各通道差异性及其失效顺序的遍历性,以MonteCarlo仿真值为多元线性回归模型观察样本,以改进共因失效部分多样性修正因子确定方法,提出异型K oo N冗余结构每小时危险失效平均频率(PFH)的计算公式;比较该模型独立失效部分与异型1oo2结构Markov模型PFH结果,并分别将该模型和传统同型PFH公式应用于海上采油平台高完整性压力保护系统(HIPPS)异型关断阀子系统的比较分析。研究结果表明:在不同检测周期内,所提出的PFH计算模型与Markov模型PFH计算结果相对误差均保持在10^(-3)数量级;但当检测周期大于3 a时,使用同型PFH公式会出现对HIPPS子系统SIL等级的误判,造成井口压力联锁保护功能过保护或欠保护。研究结果有助于生产单位准确评估联锁保护风险和设备维护投入。

关于风险降低因子与要求时平均失效概率关系的探讨

风险降低因子通常用于测量保护功能如何降低危险事件的发生频率,与安全仪表功能的要求时平均失效概率是否始终是倒数关系是一个非常值得的讨论话题,详细介绍了风险降低因子的概念,以及不同安全措施失效后对风险状况的影响,借助实例通过剖析预防性安全措施与减缓性安全措施在风险降低时发挥的不同作用,阐述了风险降低因子与要求时平均失效概率之间的应用关系。

石化工业仪表安全系统安全生命周期要求和安全完整性等级的评估

在仪表安全系统(SIS)安全生命周期中,要进行危险和风险分析以及安全要求分配,制定SIS安全要求规范,提供了安全完整性等级的评估方法及其应用实例。

工程设计中SIS执行及SIL验证

为防止和减少危险化学品事故的发生,涉及到政府安监部门重点监管的危险化工工艺、重点监管的危险化学品和重大危险源等相关新建或在役装置、罐区,均需配置全生命周期的安全仪表系统(SIS)并评估SIL等级。介绍了SIS工程设计阶段的主要内容,阐述了设计仪表安全联锁过程中,编制合理的安全仪表规格书的重要性、依据及内容等,并分析在满足SIL等级要求前提下,不同联锁触发配置的加热炉进料管线压力高高关进料阀门联锁控制方案的安全性及可用性。

基于检验测试的安全仪表系统安全评价Markov简化模型

Markov模型是研究安全仪表系统(Safety instrumented system,SIS)安全性的重要模型之一,但随着SIS运行特性日益复杂,其状态数量呈指数性增长,导致计算量剧增。考虑SIS运行阶段检验测试的特性,通过计算状态间转换率、确定主导状态、合并相似状态、引入修正因子补偿计算偏差等方法对Markov模型进行了简化,提出了一种系统的基于检验测试的要求时危险失效平均概率(PFDavg)的Markov简化计算模型,适用于低要求运行模式下同构冗余架构系统的SIS,该模型保留了Markov原始模型的主要特性,验证结果表明:在安全参数置信区间内,该模型的计算复杂度显著降低,结果误差在5%内,不会影响决策。

SIS冗余结构可靠性影响参数分析

可靠性是衡量安全仪表系统性能(SIS)优劣的重要指标之一。本文基于故障树模型的SIS可靠性公式,对安全仪表系统常用5种冗余结构5个参数进行Matlab程序仿真,直观的分析各参数对SIS常用冗余结构可靠性的影响,分析冗余结构可靠性性能关系,分析结果对安全仪表系统的设计和整改具有重要意义。

氯硅烷储存罐区SIS系统实施初探

论述在役装置配置安全仪表系统的必要性和应用HAZOP和LOPA分析进行安全仪表功能回路设计和实施的具体步骤和方法,并对1oo1模式下的安全仪表回路不同配置进行验算的方法进行了说明。

浅析SIS和BPCS的共用问题

安全仪表系统(SIS)和基本过程控制系统(BPCS)是保护层分析模型中的两个独立保护层,均可承担一定的风险削减任务。SIS和BPCS是否可以共用,如何共用是工程设计人员和企业用户经常讨论的问题,讨论的焦点是测量仪表及最终执行元件的共用问题。从标准要求的角度出发浅析SIS和BPCS的共用问题,提出SIS和BPCS应独立设置,当SIS和BPCS确需共用时应满足标准给出的前提条件,提出实际工程应用中须注意的事项,并重点说明了安全生命周期管理的重要性。

SIL验证技术中的PFD_(avg)计算及关键参数设定

介绍了安全仪表系统的组成,对安全仪表系统完成设计后,SIL验证中的操作模式,要求时危险失效平均概率(PFD_(AVG))计算所需任务时间、有效寿命,检验测试、检验测试间隔周期、检验测试覆盖率,PFD_(AVG)计算公式等关键参数进行了阐述说明。希望以此促进SIL验证的准确性和有效性,从而提高生产装置的安全性能。