游乐设施安全相关系统安全完整性评价方法研究

针对目前国内游乐设施安全相关系统在安全完整性评价方法方面的空白,本文参照国际通用安全相关系统功能安全相关标准,借鉴安全仪表系统功能安全评价方法,结合游乐设施本身运动特点和结构型式基础上,开发了适用于游乐设施控制安全相关系统的安全完整性评价方法。该方法以安全相关系统安全功能风险评估为基础,结合失效案例库和风险矩阵法获得安全功能的SIL等级。以典型控制回路四种可靠性指标为基础,参照国际通用标准的SIL验证柱状图对所设计的控制安全回路进行SIL等级验证,以确认安全回路设计的有效性。     

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。     

合成氨装置系统安全仪表系统安全完整性等级分析

论文在介绍安全仪表系统、安全完整性等级的基本原理基础上,综合分析了危险与可操作性分析(HAZOP)、保护层分析(LOPA)等系统风险分析理论的应用方法。并结合上述理论,确定了安全仪表系统的安全完整性等级(SIL)定级。以合成氨装置为例,应用HAZOP及保护层分析方法,得出了合成塔压力过高及废热锅炉液位过低2个场景下的安全完整性SIL等级。结果表明:合成塔装置仪表的SIL等级为1,废热锅炉仪表的SIL等级为2。     

重大危险源安全仪表系统的分类研究

从原理、结构、应用功能、安全完整性等级的不同角度时重大危险源常用的安全仪表系统进行分类研究,尤其将重大危险源类别与安全仪表系统的安全完整性等级对应起来,为安全仪表系统的功能安全评估打下基础.重大危险源安全仪表监控系统多为SIL1、SIL2等级,少数为SIL3等级.极少数为SILA等级;实际应用中,重大危险源的安全仪表系统多为符种原理、不同结构及不同厂家的产品的组合系统,国内自动化产品本身尤其是不同产品系统集成后均末经过安全完整性等级的评估和认证;自动化产品生产厂家不应只关注逻辑控制器的安全完整性,应从系统角度同时考虑提高传感器和执行机构的安全完整性.     

功能安全技术与应用知识讲座第四讲基本概念安全相关系统——故障错误与失效

这一讲,将讨论安全相关系统的故障、错误与失效的基本理念.上一讲介绍的是安全相关系统的行为和要求的基本概念. 安全相关系统的3大支柱:一是安全功能.针对特定的危险事件,为达到或保持被保护对象的安全状态,由E/E/PE安全相关系统或其他风险降低措施实现的功能.安全状态是指达到安全时被保护对象的状态.二是安全完整性.在规定的时间段内,在规定的条件下,安全相关系统成功执行所规定安全功能的概率.安全完整性分为SLI1、SLI2、SIL3、SIL4这4个等级.三是故障安全原则.当安全相关系统失效时,被保护的对象应按预定顺序达到安全状态.     

输气站场ESD系统的SIL定级与验证

针对输气站场ESD系统配置的合理性,进行了SIL等级的确认与验证。选取了输气站下游爆管这一常见事故,基于风险图与故障树相结合的方法,对ESD系统进行安全功能分析。确定该安全功能所需的等级为SIL2,但现有配置只能达到SIL1的等级,不能满足安全功能的需求。对提高SIL等级的方法进行讨论,提出了具体的增加可靠性的方案。     

安全仪表系统的研究与应用

本文探讨了安全仪表系统在工业过程中起着保障生产安全、降低风险的重要作用;从使用者的角度论述了过程控制系统与安全仪表系统的区别,说明安全仪表系统需要完全独立安装的重要性;最后应用实例说明选择不同的安全完整性等级对企业的成本和收益的影响。SIL越高,对经济支出和管理的要求就越高,如何选择SIL应取决于原有设备的安全程度和加装安全相关系统后希望达到的安全程度。     

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。     

SIL评估及HAZOP分析技术在海洋平台安全评估中的应用

针对海洋平台安全仪表系统安全可靠性要求的提高,分析海洋平台安全仪表系统SIL评估及HAZOP分析方法,对SIL评估的必要性、目的和内容、方法与流程进行论述,对SIL等级选择的HAZOP和LOPA分析方法进行介绍,对SIL评估过程中的重要数据问题进行阐述,对SIL等级验证中各参数和失效数据的选取进行说明。通过案例进一步论述SIL评估及HAZOP分析技术的要点和实施步骤,针对该案例提出了提高SIL等级的建议和措施,为海洋平台安全仪表系统的SIL评估提供重要的参考和依据。     

基于FFTA-LOPA的化工装置安全仪表系统SIL确定方法

为了优化确定化工装置安全仪表系统（SIS）安全完整性等级（SIL）,分析了现有确定SIL的不足,针对化工装置的失效数据缺失和不确定性特点,提出模糊事故树-保护层（FFTA-LOPA）模型计算安全仪表系统SIL。以某低密度聚乙烯反应釜为例,建立了该反应釜爆炸事故树,运用模糊理论定量分析顶上事件发生的概率,最终确定其安全仪表系统安全完整性等级为SIL 1。结果表明:该方法结合两种风险分析理论,分析结果与实际和理论统计结果符合性较好,具有一定地准确性和实用性,可以为定量确定系统SIL提供理论指导。     

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。     

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。     

贝叶斯方法在安全仪表系统设备失效率确定中的应用

为获得更符合企业实际的安全仪表系统(SIS)设备失效率,应用贝叶斯方法,以海上平台可靠性数据手册(OREDA.)数据库信息作为设备失效率先验信息,综合先验信息、企业收集的相关设备样本信息和蒙特卡洛方法仿真的企业样本信息,得到设备失效率贝叶斯估计。并以某石化装置为例,分别将设备失效率的贝叶斯估计和数据库信息代入不同模型进行安全完整性等级(SIL)验证并对比。结果表明,通过贝叶斯方法获得的设备失效率更为合理,使系统由SIL3降为SIL2。     

HAZOP在国外的发展和应用

斯堪伯奥科技(北京)有限公司(Scandpower)隶属于英国劳氏船级社(集团),是一家全球领先的独立风险管理咨询公司,长期致力于危害与可操作性分析(HAZOP)、安全完整性等级(SIL)和定量风险评价(QRA)等工作,积极地推动了国外先进的风险管理方法在中国的应用。     

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KooN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。     

基于保护层风险分析的液氯充装系统SIL审核评估研究

研究借助GB/T 20438—2006的系统安全完整性理念,在分析了液氯充装系统工艺流程的基础上,建立了液氯充装系统的4个独立保护层并对其进行了安全性分析,根据液氯充装的危险性,确立了液氯充装系统的安全完整性等级为SIL3。从系统安全完整性出发,对系统安全性要求分配进行了探讨,提出了以各保护层失效概率为基础的液氯充装系统安全完整性审核评估,为系统的风险分析评估提供了一种新的思路。     

石化安全仪表系统完整性等级的计算机辅助制定

安全仪表系统在过程工业中起着保障生产安全、降低风险的重要作用.而作为衡量其可靠性的安全完整性等级,在选择上还存在着费力和随意性等缺点.概述了IEC61508国际标准中关于安全仪表系统完整性等级的概念原理、制定原则以及现有方法,提出以计算机辅助分析确定完整性等级的方法.引入计算机软件开发和数据库技术,为石化工业安全仪表系统等级制定提供了1套可行的工具.分析软件采用模块化方式,较之人工评价提高了效率和规范性.     

安全系统安全完整性等级确定方法比较研究

安全完整性等级的确定是开发和设计安全相关系统的前提和基础。为避免因方法选择不当而导致安全完整性等级确定不恰当的问题,针对常用的后果法、风险矩阵法、改进的HAZOP法、风险图法、保护层分析法和定量分析法进行了对比研究。在阐述和分析安全完整性等级内涵及其确定原理的基础上,根据每种方法自身的特点,从准确性、可量化性、工作量和运用的难易程度等方面对其进行了对比和研究,并分析和探讨了选择安全完整性等级确定方法时应重点考虑的因素。研究结果对合理选择安全完整性等级确定方法具有一定的实用价值和借鉴意义。     

面向生命周期的矿山生产安全完整性理论框架

为应对生产安全形势严峻和安全需求多样的状况,借鉴工控领域安全相关系统完整性的方法,概括了面向矿山生命周期和基于风险管理的矿山生产安全完整性理论框架,包括面向生命周期的风险隐患多维表征以及矿山安全相关系统完整性的内涵、要求和实现步骤,有助于为多样的矿山需求提供安全保障。     

面向生命周期的矿山生产安全完整性理论框架北大核心CSCD

为应对生产安全形势严峻和安全需求多样的状况,借鉴工控领域安全相关系统完整性的方法,概括了面向矿山生命周期和基于风险管理的矿山生产安全完整性理论框架,包括面向生命周期的风险隐患多维表征以及矿山安全相关系统完整性的内涵、要求和实现步骤,有助于为多样的矿山需求提供安全保障。