LOPA在化工装置SIL定级中的应用

在保证化工生产安全方面,SIL评估是一个很重要的环节。安全完整性等级(SIL)是一个广泛应用的评估安全仪表功能(SIF)的性能指标。保护层分析(LOPA)作为SIL定级中最常用的一种方法,它根据装置生产工艺流程,针对单个风险进行分析,分析风险的保护措施,进行计算,根据结果确定SIL等级。LOPA是一种半定量的评估方法,综合考虑保护层、可接受风险概率和初始事件(IE)概率等多个因素,通过计算量化确定SIL等级。本文简要介绍LOPA评估的基本程序,并以一个简单示例具体说明LOPA的每一个步骤和计算,以供参考。

安全完整性技术(SIL)在我国石化装置上的应用实践及思考

在近年来安全完整性等级技术(SIL)对国内12套装置、220余个联锁回路开展的安全完整性分析的基础上,对该技术的发展、国内的应用情况和存在的问题进行了研究。对联锁要求的和实际能达到的SIL等级进行深入分析,指出导致安全完整性不足与误跳车过高的根本原因,并对石化装置联锁系统中存在的典型问题进行了探讨。

旋转机械联锁系统安全完整性等级(SIL)评估

介绍了联锁系统安全完整性等级(SIL)评估技术,并对多台旋转机械的联锁系统进行了评估。通过对评估结果进行分析,提出了目前旋转机械联锁系统中所存在的共性问题,并给出了相应的改进建议。研究结果对旋转机械的联锁系统设置具有参考意义。

基于(石化装置)系统RBI-SIL分析的承压设备完整性评估技术

石化装置中,静设备、动设备及仪表联锁是构成石化系统的三个重要组成部分,它们既能各自构建独立的体系,但又存在着密不可分的相互作用、风险传递关系。基于风险的管理(RBM)中,基于风险的检验(RBI)、以可靠性为中心的维护(RCM)与安全联锁完整性等级评估(SIL)涵盖了对静、动、仪的风险评估,但大量的实践表明,系统的失效是静设备、动设备与仪表联锁三个体系中某一环节的非正常动作,通过工艺介质的风险传递、扩大并相互作用,最终导致了承压类设备的失效,因此,简单、单一地对装置进行逐个评估,未必能覆盖系统中所有的失效可能。提出了一种基于石化装置系统RBI-SIL分析的承压设备完整性评估技术构思,其目的是可以更有效、更精确地评估系统风险,寻找系统产生风险的源头,制定更有效、优化的降险措施,尽可能地预防这种风险传递而导致承压设备失效事件的发生。

空分压缩机组安全完整性技术等级(SIL)技术评估应用及分析

依据相关IEC和API标准,对空分装置三大机组(蒸汽透平、空压机和增压机)的安全联锁系统(SIS)做了安全完整性等级(SIL)技术评估,确定了空分三大机组安全联锁系统中的安全联锁功能(SIF),给出了各安全联锁功能(SIF)所需达到的安全完整性等级(SIL),提出并分析了空分三大机组安全联锁系统中存在的多个典型问题,最后针对问题分别给出了相应的改进建议。研究结果对空分装置三大机组和类似机组的安全、稳定、长周期运行有借鉴意义。

HAZOP、LOPA和SIL方法的应用分析

通过概括介绍危险与可操作性分析(HAZOP)、保护层分析(LOPA)和安全完整性等级分析(SIL)三种方法的特点,总结三种分析方法之间的关系。LOPA分析是HAZOP分析的继续,可以解决HAZOP分析中残余风险不能定量化的不足,是对HAZOP分析结果的丰富和补充;SIL分析则在LOPA分析的基础上,进一步对需要增加的安全仪表系统(SIS)进行设计,并对LOPA分析结果进行验证,即HAZOP、LOPA分析是SIL分析的前期准备工作。因此,在详细介绍SIS的组成、安全生命周期阶段、SIL的选择确定方法以及SIL分析流程之前,也简要介绍了HAZOP、LOPA分析方法,梳理了两种方法的分析流程。最后通过引入示例来展示三种分析方法之间的关系。

天然气处理装置中SIL软件化评估方法应用研究

天然气处理装置需要配备一系列的安全防护措施,包括安全仪表系统(SIS),目前主要采用常规的安全完整性等级(SIL)评估方法来确定设计上SIS或在役装置SIS系统配置是否满足装置安全生产的需求。分析了SIL评估的特点以及它与危险与可操作性分析(HAZOP)、资产完整性管理的关系,论证了开展SIL评估的意义。同时,提出了一种SIL评估方法,并将这种方法转化成SIL评估软件进行了探讨和规划。应用结果表明,理论上,将常规SIL方法加以改良,使这种方法软件化是可行的,而一旦这种针对性较强的SIL评估软件得以应用,将大大降低天然气净化处理装置SIL评估所投入的人力和财力,评估结果也将更为客观和可信。

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。

SIL方法比较及LOPA在海洋平台的应用

该文首先介绍了安全仪表系统在现代过程工业中的作用和地位,然后阐述了安全完整性等级的划分及对五种SIL等级的评估方法进行了综合比较,最后重点分析了LOPA方法的执行步骤及在海洋平台的应用案例,本研究成果取得了较好的应用,具有广阔的推广前景。

在役平台安全仪表系统的SIL验证

使用可靠性框图方法对在役平台安全仪表功能(SIF)进行安全完整性等级(SIL)验证计算。根据标准IEC 61508/61511计算回路的随机失效的SIL pfd及结构约束的SIL ac,综合两者得出安全功能回路的安全完整性等级,判断其是否达到要求的SIL等级。

城市轨道交通车辆安全控制系统架构分析及综述

安全控制系统是车辆安全功能链路的关键组成部分,对于保障整车安全具有至关重要的作用。为指导轨道交通车辆安全控制系统的设计,文章针对城市轨道交通车辆安全型控制系统的3种典型架构进行分析。通过考虑不同架构中是否存在共因失效约束,并结合硬件失效数据进行安全分析与计算,阐述了不同架构对系统失效率以及SIL等级的影响,计算结果表明,如要开发SIL3/SIL4安全控制系统,推荐采用1oo2或2oo3系统架构,且应重点关注共因失效。相关结果可为后续城市轨道交通车辆安全控制系统的设计提供参考与指导。

石化行业在役装置SIL评估

依据IEC61508介绍了SIL评估的相关概念和在役装置的SIL评估过程,结合具体评估实例,阐述了回路安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)定级、SIL验证及平均失效前时间(MTTF)计算,并对计算结果进行了分析。

一种基于MCU诊断的STO功能电路在电梯控制系统中的应用

传统的电梯控制系统具有控制柜体积大、布线复杂、接触器易磨损等缺点。本文依据GB/T 12668.502-2013国家标准要求,设计了一种具有故障诊断功能的双通道架构的STO功能电路,并将其应用于电梯控制系统。实验证明:该功能电路安全完整性等级为SIL3,硬件故障裕度为1,满足GB/T 7588.1-2020国家标准对电梯控制系统的要求。

浅析安全完整性等级验证

安全仪表系统(SIS)是保护层分析模型中重要的独立保护层,承担一定的风险削减任务。安全完整性等级(SIL)验证属于SIS验证,是SIS安全生命周期中的在特定阶段的SIS验证活动,目的是确保SIS工程设计满足要求,保证SIS可以实现要求的目标。为设计符合要求的SIS,应开展SIL验证。介绍了SIL验证相关的基本概念,提出了SIL验证的要求,并对SIL验证相关的若干问题进行了探讨。

关于安全仪表系统标准几个重要论题的辨析(续前)

IEC 61511标准中关于安全仪表系统的某些术语定义和条文的欠妥造成阅读和理解上的困难,等同采用的GB/T21109的一些翻译错误更造成了释义和参考过程中的迷惑和问题。对照石化行业、仪表专业和工程设计的技术,分析IEC 61511-1的原文和GB/T21109.1的译文,列举安全仪表系统的几个重要术语、控制系统与控制设备的关系、安全仪表系统与过程控制系统的区别、安全逻辑控制器、失效率概念等几个典型问题,取其精华、去其糟粕,讨论安全仪表系统工程应用中的一些概念、方法,对其中的疑惑提出质疑,并提出建议。

关于安全仪表系统标准几个重要论题的辨析

IEC61511标准中关于安全仪表系统的某些术语定义和条文的欠妥造成阅读和理解上的困难,等同采用的GB/T21109的一些翻译错误更造成了释义和参考过程中的迷惑和问题。对照石化行业、仪表专业和工程设计的技术,分析IEC615111的原文和GB/T21109.1的译文,列举安全仪表系统的几个重要术语、控制系统与控制设备的关系、安全仪表系统与过程控制系统的区别、安全逻辑控制器、失效率概念等几个典型问题,取其精华、去其糟粕,讨论安全仪表系统工程应用中的一些概念、方法,对其中的疑惑提出质疑,并提出建议。

使用SET软件评估安全相关系统的SIL等级(一)

随着国际功能安全标准IEC61508的日臻完善和国家安全标准的不断发展,如何设计一个符合相关国家与国际标准的安全相关系统成为很多工业用户十分关注问题。本文阐述通过使用西门子SET安全评估软件来快速准确地评估和实现安全系统的安全等级,并确保符合IEC61508等国际安全标准的方法。

基于人因可靠性的间歇装置SIL分析与改进

IEC 61508和IEC 61511等标准针对连续工艺装置提出了安全仪表系统安全完整性等级评估方法。但对于间歇装置的SIL评估,受人因因素影响水平并未明确,且没有提出相应计算模型。以某六氟磷酸锂间歇生产装置典型SIS为例,采用HAZOP结合LOPA方法对其进行风险分析,在明确间歇生产装置存在人员中毒、窒息及燃烧爆炸风险的基础上,确定并验证其安全仪表系统的SIL,再依据间歇生产装置人工依赖性高,即部分安全仪表系统未接入自动联锁且需人工手动触发的特点,建立人因可靠性模型,来分析人因可靠性对安全仪表系统SIL的影响,并进行改进研究。研究结果表明:人因因素对安全仪表系统SIL有显著影响;可通过改变SIS元件冗余结构、测试策略并结合改进人因管理措施来提高SIL。

使用SET软件评估安全相关系统的SIL等级(二)

使用西门子SET安全评估软件来快速准确地评估和实现安全系统的安全等级,并确保符合IEC 61508等国际安全标准的方法。

安全联锁设备SIL验证中的参数估计偏差分析

为提高安全联锁系统(SIS)不可用度计算的准确性,减少SIL验证的不确定性偏差,研究参数估计置信度分别为70%和90%时功能安全标准IEC61508的恒定失效率算法与实际非恒定失效率(威布尔分布)算法结果的偏差。结果表明:在70%置信度时,采用指数分布算法计算PFDavg,比威布尔分布算法的计算结果偏大,2者的相对偏差平均值为68.01%;90%置信度时,2者的相对偏差平均值为42.63%,揭示功能安全标准IEC61508恒定失效率计算将显著高估SIS的不可用性,可能造成企业不必要的整改和相应的维护成本。