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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

基于功能安全标准的HASILT过程风险分析软件

介绍了以功能安全国际标准IEC61508和IEC61511工程应用要求为依据,开发了集危险与可操作性分析(HAZOP)、保护层分析(LOPA)、安全完整性等级(SIL)分析等多功能为一体的HASILT V1.0过程风险分析软件.并在实际的应用中显示其良好的实用性和高效性,为企业系统开展工艺安全管理工作提供了有效的分析和管理平台.     

安全仪表系统等级划分与HAZOP分析的结合应用

介绍了安全仪表等级的划分和HAZOP分析,并用此方法分析了苯酐装置。大多数现役或在建苯酐装置的氧化反应器存在较大的火灾、爆炸危险性,一旦在操作、控制和管理上稍有疏忽,就可能发生火灾、爆炸事故。HAZOP方法针对指定系统进行结构化和系统化的审查,辨识系统中潜在的危害和潜在操作问题,基于HAZOP给出安全仪表等级是今后安全设计的一条新路。     

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。     

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。     

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。     

HAZOP-LOPA方法与SIL定级在电镀废水处理中的应用

为了保证电镀废水处理工艺的安全性,首先采用危险与可操作性分析(HAZOP)方法定性辨识工艺中潜在的危险和危害,并提出安全对策措施;然后采用保护层分析(LOPA)方法定量计算现有保护措施是否能够将风险控制在可接受范围;如果风险较高,通过增加安全仪表等级(SIL)降低风险值。并通过实例分析证明HAZOP-LOPA分析方法能够有效地实现电镀废水处理工艺的风险评价。     

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。     

Beyond-compliance uses of HAZOP/LOPA studies

Recent years have seen a convergence of scenario-based Hazard and Operability (HAZOP) studies, Layer of Protection Analyses (LOPAs), and safety integrity level (SIL) determinations. These can all be performed using order-of-magnitude estimates for the initiating cause frequency, the effectiveness of protection layers, the severity of loss event consequences, and the inclusion of other risk-reduction factors. Conducting a HAZOP study or a HAZOP/LOPA study in this manner makes it possible to extend the study results to not only determine required SILs, but also to sum scenario risks by process unit and show the quantitative benefit of implementing risk-reduction measures. The aggregated risk can be compared to process-wide tolerable risk criteria, in addition to comparing each scenario to a risk matrix or risk magnitude. This presentation demonstrates how a true risk-based HAZOP study can be performed with little additional effort over that required for commonly performed cause-by-cause HAZOP studies, and how facility managers and engineers can then use the results when deciding on and implementing risk-reduction measures.     

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。     

SIL determination: Recognising and handling high demand mode scenarios

The International Standards for Functional Safety (IEC 61508 and IEC 61511) are well recognised and have been adopted globally in many of the industrialised countries during the past 10 years or so. Conformance with these standards involves determination of the requirements for instrumented risk reduction measures, described in terms of a safety integrity level (SIL). During this period within the process sector, layer of protection analysis (LOPA) has become the most widely used approach for SIL determination. Experience has identified that there is a type of hazardous event scenario that occurs within the process sector that is not well recognised by practitioners, and is therefore not adequately handled by the standard LOPA approach. This is when the particular scenario places a high demand rate on the required safety instrumented function. This paper will describe how to recognise a high demand rate scenario. It will discuss what the standards have to say about high demand rates. It will then demonstrate how to assess this type of situation and provide a case study example to illustrate how to determine the necessary integrity level. It will conclude by explaining why it is important to treat high demand rate situations in this way and the resulting benefit of a lower but sufficient required integrity level.