化工安全仪表系统SIL验证的工程应用

化工厂安全仪表系统在项目投入使用前,必须进行安全完整性等级(SIL)验证工作,以此来验证安全仪表功能是否达到设计的风险降低要求。以某化工厂安全仪表系统SIL验证为例,研究SIL验证在工程中的应用,包括验证的步骤、方法;并讨论检验测试覆盖率(CTI)、检验测试间隔(TI)等参数对验证结果的影响,通过合理地调整这些参数可以使验证结果得到优化。

基于HAZOP/LOPA/SIL分析的天然气站场风险评价技术研究

为分析天然气站场安全仪表系统(SIS)的功能完整性和可靠性,以典型站场为例,在统计停车原因的基础上,全面开展危险与可操作性分析(HAZOP)、保护层分析(LOPA)和安全完整性等级(SIL)验证工作,通过HAZOP/LOPA分析进行SIF辨识和SIL定级,通过SIL分析完成SIL验证。结果表明:站场停车故障原因的统计结果符合浴盆曲线,在稳定运行阶段,设备故障、联锁停车的原因占比确高达66.7%,说明装置在长时间运行的过程中存在较多风险问题;站内脱硫再生塔液位联锁回路的SIL定级和验证结果一致,说明新增SIF回路可以满足风险降低要求;建议选用带有功能安全认证的设备组件,确保站场工艺流程处于可靠状态。

HAZOP、LOPA和SIL分析评价方法在液氯包装装置的应用

应用危险与可操作性分析(HAZOP)、保护层分析(LOPA)与安全完整性等级(SIL)3种分析评价方法对液氯包装装置进行全面风险评价。首先,利用HAZOP分析识别装置工艺过程当中可能会出现的操作问题与危险因素,同时结合风险矩阵开展风险测评,提出改进方案及措施。其次,使用LOPA分析从定量角度测评当前使用的保护方式,并通过SIL评估当前的安全仪表系统设计是否合理,是否可以有效控制事故风险。使用这三种分析评价方法,可以全面地评估液氯包装装置的风险,并提出相应的安全改进措施。

安全仪表系统SIL定级及LOPA的应用研究

安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)定级是安全仪表系统(SIS)设计的基础,在IEC 61511中定义了SIL定级的多种方法。对比分析了SIL定级应用较多的方法,如安全层矩阵法、修正风险图表法以及保护层分析法(LOPA),总结出LOPA分析方法的优点,并结合海上某采油平台上典型SIF回路的SIL定级过程介绍了保护层分析法(LOPA)的实际工程应用。

保护层识别改进在油气站场工艺流程SIL定级中的应用

针对保护层分析(LOPA)在保护层识别上的缺陷,重点分析了不满足独立保护层属性的非有效性保护层和非独立性保护层,分别引入消减系数量化事故后果减缓程度,引入故障树量化共因失效概率,计算两种保护层对场景频率的影响,并进行了实例分析与验证。结果表明:改进保护层识别后,场景发生频率与传统计算结果相比,降低了3个数量级,传统结果的SIL等级为2,改进后的结果则表明无需设置额外的安全仪表系统和保护层。研究结果扩展了LOPA分析的应用范围,为油气站场开展SIL定级提供了实际参考。

HAZOP、LOPA和SIL评价方法在氯乙酸生产装置的应用

为解决HAZOP分析中剩余风险不能定量化的问题,采用LOPA分析方法在HAZOP分析结果上进行定量分析,并通过SIL分析对LOPA分析结果进行验证。采用HAZOP方法对氯乙酸生产装置进行应用分析,明确各个偏差产生的原因、可能导致的后果。使用LOPA方法评估现有安全保护措施后的风险等级,进一步确定需要增加的安全仪表系统(SIS)。最后采用SIL分析对LOPA分析结果进行验证,确保工艺流程的风险等级和可操作性都得到完善优化,保证装置的安全运行。

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。

基于LOPA分析方法的加氢工艺SIL等级确定研究

加氢反应是现代医药行业常见的工艺过程。以某项目ZF工序氢化釜为分析节点,采用保护层分析(LOPA),确定是否有必要增加额外的SIS系统。当确定需要增加SIS系统后,还需确定SIS系统是否达到降低风险的目标,这就需要计算SIS系统的安全完整性等级(SIL)。通过此次研究,为制药行业加氢工艺乃至其他危险工艺SIS系统的正确设置提供方法依据。

流程生产风险防控的功能安全完整性

为提升流程生产安全管理水平,降低事故发生概率,提出了生产过程中风险防控的功能安全完整性分析方法,并结合钢铁连铸场景进行验证。首先评估流程生产中主要事故类型的危险程度和确定其可接受频率标准;运用保护层分析法计算作业现场高危险性事故发生的真实概率,通过与可接受频率比较,判断是否需要新增防护措施;运用蒙特卡洛-马尔可夫模型验证新增防护措施的功能安全完整性等级。以大冶特钢炼钢转炉厂连铸作业区为例,结果表明:研究区内存在熔融物爆炸、火灾和中毒窒息3类高危险性事故隐患,且熔融物爆炸事故的人员伤亡后果为不可接受,需新增功能安全完整性等级为2级的防护措施;设计了防爆炸保护系统,其失效概率为4.37×10-3,满足功能安全完整性等级要求。

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。

SIL在天然气净化厂控制系统安全分析中的应用

目前针对天然气净化厂控制系统的安全分析主要采用的是危害和可操作性分析法(HAZOP),该方法主要从工艺流程的参数偏差方面分析设计上存在的缺陷,而对仪表控制系统不能作更为详细的风险评估,而单独的安全完整性等级分析法(SIL)评估也不能完全识别出控制系统中存在的不足。为此,提出了一种将SIL与HAZOP结合使用的分析方法,充分利用HAZOP分析的成果,对HAZOP识别出来的问题或缺陷再进行SIL评估;而另一方面,对没有进行HAZOP分析的安全仪表系统(SIS)进行单独的SIL评估,弥补了HAZOP对自控风险分析的不足。应用结果表明:该方法在天然气净化厂是适用有效的,能为天然气净化厂改进SIS系统及其他技术改进提供指导。

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。

SIL评估中共用测量单元结构可靠性计算探讨

近十年来,随着安全联锁系统完整性等级(SIL)评估工作在炼油、化工、电厂等装置中的开展,实际评估工作中出现了很多不同于IEC 61508和IEC 61511标准规定典型逻辑结构(如1oo1、1oo2、2oo3等)。针对多个传感器共用测量模块的特殊逻辑结构,IEC标准并未给出其可靠性计算的具体方法和公式。通过故障树分析,等效拆解特殊逻辑结构为多个典型结构,准确得到了每个安全联锁功能的安全完整性等级,避免了SIL定级计算错误可能引起的事故,为SIL评估的深入且顺利开展提供了保障与技术储备。

一种安全仪表系统SIL分配的定量方法

阐述安全仪表系统的安全完整性水平(SIL)分配的基本思想和原理,在风险矩阵和风险图方法的基础上,提出一种定量的基于风险后果和频率来进行SIL分配的方法。这种定量方法通用性好,易于移植复用,并且充分、直观地体现出分配安全仪表系统SIL设计目标的基本思想,弥补了风险矩阵和风险图的不足之处。

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Monte Carlo与Markov法参数不确定性条件下SIL评估

为了避免由参数不确定性因素导致较大的Markov法SIL评估偏差,且减少计算工作量和复杂性,采用Monte Carlo(MC)仿真方法处理含不确定性参数的Markov模型,并借助Matlab GUI编程开发MC仿真处理参数不确定性条件下Markov法SIL评估可视化仿真计算软件。在理论研究的基础上,为说明该研究方法与计算软件的可行性,以石油天然气工业高完整性压力保护系统(HIPPS)为算例进行SIL评估。结果表明:MC仿真方法可以有效处理Markov法SIL评估中参数不确定性问题;基于Matlab GUI编程设计出的仿真计算软件在一定程度上可以提高计算效率。

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。