含硫气井井筒完整性风险评价研究

针对含硫气井开发过程中井筒完整性失效风险,建立了含硫气井风险评价模型。采用Bow-tie模型将井筒完整性的失效形式分为水力屏障失效、实体屏障失效和操作管理屏障失效3个方面,确定了含硫气井井筒完整性失效的28个风险因素;基于层次分析法定量确定了各风险因素的权重,通过风险矩阵法评估了风险因素发生的可能性与严重程度,实现了对井筒完整性风险等级的划分。将以上方法对某含硫气井进行了应用,确定了该井的风险等级及主要风险因素。研究结果表明:建立的风险评价模型能够对含硫气井井筒完整性进行评价,确定风险等级。该方法的应用有助于降低含硫气井的事故风险,可为含硫气井完整性现场管理提供参考。     

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.     

基于多维云模型的埋地并行油气管道风险评价研究*

为提高风险评价准确性以有效支撑管道完整性维护,保证油气管道在多管并行敷设下安全运行,提出1种基于博弈论-多维云模型的风险评价方法。首先,从并行间距、土壤压实度、土壤导热系数、介质流速、管径、埋深、应急响应时间、上下游截断阀间距等方面建立并行管道风险评价指标体系,为降低传统赋权方法的主观性,通过结合熵权法改进层次分析法（AHP）,从而确定主客观权重,再经博弈论组合赋权法综合计算指标权重;其次,运用多维云模型理论确定风险等级,通过修正各风险评分项的等级区间结合指标权重,计算出各级的综合确定度,并进行等级评判;最后,将该方法应用于工程实例。研究结果表明:所评价管段的指标风险处于中等风险水平,风险可接受,管段的整体风险评价结果良好,有利于并行管道安全管理;实例证明该评价方法具有较好的适用性。     

公路隧道火灾风险评价模型及应用

公路隧道火灾风险评价研究是预防和控制公路隧道火灾事故的重要手段。通过火灾案例统计分析,运用安全系统工程方法分析公路隧道火灾事故原因,从设备因素、人员因素、环境因素以及管理因素四个方面构建公路隧道火灾风险评价指标体系。建立了基于模糊层次评价法公路隧道火灾风险评价数学模型;最后对某公路隧道进行应用实例研究,确定了公路隧道的火灾风险等级并提出了相应的改进措施。结果表明公路隧道火灾风险评价指标体系以及评价方法能合理反映公路隧道的火灾风险。     

未确知测度理论在盾构下穿既有隧道安全风险评价中的应用

盾构下穿既有隧道工程施工通常存在较大风险,为了对风险等级做出准确有效的评价,提出了基于未确知测度理论的盾构下穿既有隧道安全风险评价模型。首先,通过对相关规范和现有文献的研究,并结合盾构下穿隧道施工的特点,构建了盾构下穿既有隧道安全风险评价指标体系,包括盾构掘进参数、新建隧道条件、既有隧道条件、地质条件和施工管理条件5个一级指标,以及掘进速度、掘进推力、注浆压力等19个二级指标;其次,将综合安全风险划分为5个等级,并明确了各指标的等级划分标准;然后基于熵权-未确知测度理论构建盾构下穿既有隧道安全风险评价模型,采用熵权法确定指标权重,根据未确知测度理论构建各指标的单指标未确知测度函数,将各指标数据值代入单指标未确知测度函数中得到单指标测度评价矩阵,结合指标权重和单指标测度评价矩阵计算得到多指标测度评价向量,依照置信度准则确定安全风险等级;最后,将提出的模型应用于实际盾构下穿既有隧道工程中,对其进行安全风险等级评价。结果表明,模型评价结果与实际风险等级一致,并通过与模糊层析分析法对比验证了所提模型应用于工程实践的有效性,研究结果可为实际施工安全管理提供决策支持。     

航道水域的船舶夜航环境风险评价

准确地识别航道水域夜航环境的风险因子并对其进行客观、合理地评价,可以有效规避该风险并保障航道水域船舶的夜航安全。在查阅分析大量文献的基础上,结合专家意见确定航道水域夜航环境风险评价指标体系,运用层次分析法和熵权法确定了各指标的主、客观权重。采用物元综合评价法对航道水域夜航环境风险进行评价,通过查阅相关标准和文献确定航道水域夜航环境风险因子的经典域和节域,将实测的定量定性指标数据代入关联函数计算得出对应等级的关联度,乘以权重向量后确定该水域环境的风险等级。选取天津港3条航道进行实例评价,结果表明,船舶在航道B夜航为低风险,在航道A和航道C夜航为一般风险,实例结果与航道实际情况一致,验证了该方法的有效性。     

基于风险矩阵法与Borda排序法对某城区突发事件的风险评估研究

通过问卷调查法、专家评估法和事件树分析法对风险进行识别与分析,采用风险矩阵法确定风险等级,并通过Borda排序法对风险进行排序.以北京市某城区为例对突发事件进行风险评估,实现了突发事件应急管理的"关口再前移",为政府预防和控制风险提供了决策参考与处置依据.研究表明,采用风险矩阵法并结合Borda排序法评估城市区域突发事件的风险是可行且有效的.     

综合度假酒店的 事故危险性分析及风险评估

通过LEC风险评价法对某度假酒店进行危险因素分析和风险评价,得出了各危险因素的风险等级,为安全管理者有效开展安全隐患排查、隐患整改、消除风险提供了有力方向,有利于持续提高安全管理水平、实现风险预控、预防或降低事故的发生。     

基于SPA法的盾构隧道施工邻近桥梁安全评价*

为实现盾构隧道施工邻近桥梁安全评价,基于大量的文献研究和工程实践,从地质水文条件、盾构施工参数、隧道工程条件、桥梁自身条件和组织管理风险5方面构建涵盖16个因素的评价指标体系,并确定各指标的分级标准,提出1套基于集对分析理论（SPA）的安全评价方法;通过构建各指标等级间的联系度隶属函数,基于G1-CRITIC法确定综合权重,计算出加权平均联系度从而得到桥梁的安全评价等级,并通过蒙特卡洛法确定敏感性因素;以5座被下穿桥梁为例,对其进行安全风险评价和敏感度分析。结果表明:京秦铁路桥和刘家碾桥为中等风险,三元桥为低风险,北苑桥和万丰桥为极低风险;由敏感度分析得出盾构隧道下穿桥梁工程对隧道平曲线半径和地质复杂情况2个因素较为敏感,研究结果可为施工前期盾构的选型和地质适应性研究提供依据。     

基于贝叶斯网络的气井井筒完整性风险评价

井筒完整性失效是气井生产中的主要风险,为有效评价井筒完整性风险,应用贝叶斯网络的推理与学习能力,建立了基于贝叶斯网络和Noisy-OR gate模型的井筒完整性失效概率计算方法和风险评价模型。由故障树分析将井筒分为管柱、水泥环密封性、井口装置、水力屏障和其他部件5个评价单元,确定了各单元的主要风险因素,建立了井筒完整性失效的贝叶斯网络拓扑结构;由Noisy-OR gate模型和历史数据,确定了贝叶斯网络的条件概率参数;将基于贝叶斯网络的失效概率与层次分析法相结合,确定了风险评价指标和等级划分标准;建立了气井井筒完整性风险评价方法。结果表明,该方法实现了井筒完整性失效概率的定量计算、风险的定量评价和主要风险因素的反向推理,可为预防和控制井筒完整性失效提供决策依据,有助于降低井筒完整性失效风险。     

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。     

An extension of the fuzzy improved risk graph and fuzzy analytical hierarchy process for determination of chemical complex safety integrity levels

The risk graph (RG) is widely used to evaluate the safety integrity level (SIL) of safety instrument systems (SIS). However, subjective opinion-based conventional RGs cannot provide successful results for the problems of risk parameters, such as shortages or lack of data; hence, the output of a conventional approach lacks sufficient reliability. We introduced the fuzzy improved risk graph (FIRG), an extension of fuzzy set theory, to deal with possible ambiguities during SIL study and increase the reliability of conventional RGs. In the present study, the levels of consequences defined as linguistic terms were converted into qualitative intervals; therefore, by correlating the proposed approach with experts’ opinions and attributing weight factors, a desired SIL value was obtained. The output of this new approach can be compared directly with quantitative risk assessment techniques to improve the safety performance of industrial systems.     

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。     

船上劳动安全风险辨识研究

针对船上劳动安全风险辨识的生产实际要求,根据查明危险源,风险评估、制定风险控制措施,降低因风险导致危险发生概率的理论,探讨了船上劳动安全风险辨识的基本原理,研讨了船上哪些作业活动需要进行风险辨识,以及在船上可操作的具体的风险辨识方法。根据研究结果,指出：影响船上劳动安全的因素仍然是人（船员）、物（设备、工具、物件、货物等）、环境（劳动环境和社会环境）以及管理这四大因素;船上劳动安全危险源的最佳分类方法是根据影响劳动安全的四大因素来进行分类;首次提出可通过对船上劳动安全危险源的打分方法,评价船上某作业条件下的劳动风险大小,同时指出船上劳动安全检查是船上劳动风险辨识的一种有效的辅助手段。     

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。     

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。     

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。     

Human and organisational factors in the operational phase of safety instrumented systems: A new approach

The international standards IEC 61508 and IEC 61511, which provide a general framework for the design and implementation of safety instrumented systems, require quantification of the achieved risk reduction, expressed as a safety integrity level (SIL). Human and organisational factors affect the performance of safety instrumented systems during operation and may threaten the achieved SIL, but this is usually not explicitly accounted for. This article presents a new approach to address human and organisational factors in the operational phase of safety instrumented systems. This approach gives a prediction of the operational SIL and can also be used to improve safety. It shows which human and organisational factors are most in need of improvement and it provides guidance for preventive or corrective action. Finally, the approach can be used as part of a SIL monitoring strategy in order to maintain the achieved SIL at the required level during the operational phase.     

An evaluation approach using a HARA and FMEDA for the hardware SIL

Safety instrumented systems (SIS) are becoming increasingly complex, and form a growing proportion of programmable electronic parts. The IEC 61508 global standard was established to ensure the functional safety of SIS; however, it was expressed in highly macroscopic terms. The safety integrity level (SIL) is a criterion describing whether a component meets the safety requirements of a SIS. The safety requirements give a target SIL for the expected risks using hazard analysis and risk assessment (HARA). The SIL must correspond to the safety requirements. This study introduces an evaluation process for determining the hardware SIL through failure modes, effects, and diagnostic analysis (FMEDA). First, the components of the SIS subsystem are defined in terms of failure modes and effects, and then the failure rate and failure mechanism distribution are assigned to each component. The safety mode and detectability of each failure mode are determined for each component and, finally, the hardware SIL is evaluated. We perform a case study to evaluate the hardware SIL of the flame scanner system using HARA and FMEDA, where the safety requirement of the flame scanner was determined using the risk graph method. We verified that the hardware SIL of the flame scanner corresponded to the safety requirement.     

安全仪表系统的应用及发展

探讨安全仪表系统在过程工业中的必要性与重要性,以ISA/S84.01安全仪表系统生命周期为基本框架,介绍安全仪表系统的基本组成和生命周期各阶段的主要工作,阐述安全仪表系统与过程控制系统的异同。研究安全仪表系统设计过程中风险分析与安全完整性水平等的关键技术;总结了目前安全仪表系统所呈现出的新特点、新趋势;指出安全仪表系统未来发展的方向;同时认为安全仪表系统作为一种有效的安全保障措施,应当以风险与危害分析为基础,按照最低合理可行原则,根据对象的不同特点,确定适当的安全完整性水平。该应用研究成果对于安全仪表系统的设计与应用具有一定的指导意义。