安全控制系统的设计思想

介绍了安全控制领域的国际标准IEC61508.给出了安全整体性要求的4个等级(SIL)相应的技术指标.从硬件故障的控制、系统故障的避免及安全系统软件的设计3个方面阐述了安全控制系统的设计思想.对硬件故障控制中的1oo2D和2oo3系统进行了比较,给出了相应的SIL计算方法.针对避免系统故障,提出了系统设计的6条原则和方法.介绍了 3种面向过程控制和对实时性要求较高的安全系统软件的设计方法.     

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。     

铁路信号PES安全性定量分析的研究

铁路信号中的可编程电子系统 (PES)是一种安全相关系统。这类系统更注重失效 -安全 ,而不仅仅是可靠性或可用性。基于系统的可靠性分析方法 ,给出了一种安全性定量分析方法。通过把失效率划分为一些独立的部分 ,据其各自失效率的影响 ,利用 Markov模型可同时分析系统的可靠性和安全性。笔者根据铁路信号 PES常用的 2 oo2 D(附加诊断的二取二 )容错结构给出了方法应用的实例     

高原多年冻土区隧道暗挖法安全稳定性三维数值分析

青藏铁路风火山隧道以其高海拔、常年冻土环境而给施工带来了新的挑战 ,为了防止土体冻融产生的冻胀力对隧道结构造成的破坏 ,施工中必须强调衬砌结构的快速封闭。虽然全断面法和微台阶法均能较快地实现衬砌的封闭 ,但在洞口段岩体较为破碎的条件下 ,到底哪种方法能够满足既安全又快速的施工要求 ,是摆在施工者面前的难题。笔者采用三维数值模拟的方法 ,对风火山隧道出口端的开挖方法和支护方式的安全稳定性进行了研究 ,其结果认为 ,全断面开挖难以控制工作面的稳定 ,会因过大沉降和结构开裂而危及施工安全 ,而同等条件下 ,采用微台阶法施工 ,则可以将拱顶沉降和结构应力控制在允许范围内。经分析对照 ,证明数值分析预测结果正确 ,与施工实践有很好的一致性。     

定向断裂切顶卸压窄煤柱沿空掘巷关键技术研究

宽大护巷煤柱浪费煤炭资源且容易引起矿井灾害。以支承压力分布规律为依据,确定窄煤柱沿空掘巷为大采高条件下最佳布巷方式。基于覆岩大结构的"弧形三角板"B块失稳,是造成窄煤柱沿空护巷控制失败的主要原因,提出定向断裂切顶卸压围岩控制原理,并建立切顶高度数学模型。工业试验表明,切顶卸压窄煤柱沿空送巷回采期间围岩变形量满足下区段工作面生产要求,取得较好的经济技术效果,具有广泛的推广应用价值。     

超长距离盾构隧道疏散通道加压送风系统研究

为确保隧道火灾时人行疏散通道安全性,通过在人行疏散通道两端设置独立机械加压送风系统,使疏散通道保持正压状态,防止烟气侵入。利用风速法计算疏散通道加压送风量,利用FDS软件模拟计算单侧及双侧2种送风方式下隧道内烟气蔓延范围、疏散口及疏散通道气流速率分布情况。结果表明:对疏散通道加压送风时,应重点分析火源附近150 m范围内疏散口气流速率是否符合规范要求;当开启疏散口数量≤10时,采用单侧或双侧送风方式对疏散通道加压送风,疏散口稳定时气流速率均符合规范要求;采用双侧送风方式疏散口气流速率分布规律较优,确保加压送风系统适用性。     

中国安科院评估建议地铁东单站拆自动人行道

北京地铁东单站地处繁华位置，是5号线与1号线的换乘车站，站内设南、北两个换乘通道，每个换乘通道内均设有自动人行道。2007年5号线开通后，东单站日最大换乘量已突破19万人次。但由于换乘通道宽度、结构形式和自动人行道设置方式不相匹配，使得通道内存在多处拥堵节点，不能满足高峰时段客流换乘需求，也造成严重的安全隐患。     

细长柱形Cu-Mn/Al2O3催化剂的控制合成及其对甲烷催化燃烧的影响

为提高煤矿风排瓦斯的处理和利用效率,采用溶胶-凝胶法控制合成条件以制备三维交联通透型的多级孔道细长柱形Al2O3,并以其为载体用水热合成法制备负载量极低的非贵金属Cu-Mn/Al2O3整体柱催化剂.对催化剂的结构和物理化学性质进行BET、SEM、XRD和XPS表征,并采用微型固定床反应器测试催化剂对低浓度甲烷燃烧的转化效率.结果表明,通过控制模具形状、尺寸以及干燥温度等条件可实现对催化剂形状的控制合成.减小陈化过程的凝胶尺寸和降低干燥过程中的水分和溶剂脱除速率等均可得到细长柱形Cu-Mn/Al2O3催化剂.催化剂负载活性组分Cu、Mn的摩尔比为1∶2时,柱形催化剂的比表面积更高,可达174.5 m2/g,比块状催化剂比表面积高54.8 m2/g;催化剂活性组分负载量极低的情况下,柱形催化剂活性较高,T90为560℃,比块状催化剂低50℃.细长柱形的催化剂内部具有独特的微观孔结构即传质通道,该传质通道有利于催化剂与物料的充分接触以增加反应效率,此外柱形催化剂整体成型具备较高机械强度,因此为实际矿井中用于加快风排瓦斯的燃烧效率的催化剂应用奠定了基础.     

基于Web的安全评价辅助系统的研究

随着我国经济的迅速发展,安全生产的问题在国民经济中的地位越来越重要,安全评价工作正在各个行业开展。目前,对系统安全状况的评价主要通过人工方式,其主要缺点有评价数据精度不高、评价速度慢、评价操作复杂等。本文设计了一个适合政府部门和企业的安全评价辅助系统。将计算机技术应用于安全评价过程中,较好的克服了人工方式的缺点,并能将评价信息及时完整的反馈给安全工作者。该系统运用MicrosoftSQLServer2000和．NET技术,构建了基于B／S／D／C结构的安全评价辅助系统平台,实现了安全评价报告的撰写等功能。其具有一定的实用性,能满足一般用户对安全评价报告的撰写、快速浏览添加以及统计管理等功能。     

隧道救援站通风网络优化设计及人员疏散研究*

为确定铁路隧道救援站最佳通风结构,对烟道布置提出合理建议,采用计算流体力学（CFD）的方法,对铁路隧道救援站通风网络进行优化设计。同时,采用模拟计算的方法对救援站人员疏散进行模拟分析,确定救援横通道布置及防护门开度设置的合理性。研究结果表明:在同等通风参数工况设置下,采用多节点排烟竖井结构后各救援横通道流量分配更均匀,救援站压力平衡性更好,通风效率可提升15%;通过疏散模拟证实,在长560 m的紧急救援站范围内设置10条疏散横通道,横通道设1.7 m宽的逃生门能够满足疏散要求。     

重大危险源安全与自动化监控系统

对重大危险源实施系统、有效的安全监控是重大工业事故预防控制体系中的关键环节。文中给出了针对重大危险源监控全安全生命周期过程的整体实施流程,提出了重大危险源危险与风险评估的重点,探讨了重大危险安全与自动化监控的三层构建框架和工作过程,研究了安全系统与基本过程控制系统相独立的监控方式,给出了安全仪表系统的设计要求。     

Cost effective alternative in meeting the required Safety Integrity Level (SIL)

Demonstrating process safety has always been one of the paramount concerns of Engineering, Procurement, and Construction (EPC) companies in the industrial sector, especially with the development of stringent standards such as IEC-61508 and IEC-61511. One of the means of process safety demonstration is through Safety Integrity Level (SIL) Verification. In some cases, SIL verification results show that several Safety Instrumented Functions (SIFs) do not meet their required SIL; and one of the actions is to add new SIF components. However, with the addition of new components comes a change order, which eventually leads to added cost and time overruns for design and construction projects; and in some instances, introduces additional risks to the system. This paper presents a case study based on the SIL verification report of a design and construction project. The scenario of interest involves the over-pressurization in the High Pressure (HP) Flare Knock-Out (KO) Drum which activates a SIF that will close two Shutdown Valves (SDVs), preventing added pressure to be delivered to the KO Drum. Seeing as two SDVs in a 2oo2 configuration need to be closed, the SIF was not able to meet its target failure measure of SIL 2. Three cases were set, in order to meet the required SIL. The first one involves adding new SDVs; the second case made use of upstream existing SDVs, while the third one is similar with the second but differs in configuration of the SDVs. SIL verification was performed for all three cases through the Fault Tree Analysis modeling technique. Results of this study suggest that using existing instruments can be a cost effective way of meeting the required SIL, which eliminates all the hassle and potential risk introduced when bringing in new instruments to the design.     

水泥土搅拌桩复合地基静载试验检测法的安全度分析

在检测水泥土搅拌桩复合地基的承载力能否达到设计要求时 ,最常用的方法是单桩静载试验法和复合地基静载试验法。工程实践中发现 ,采用这两种静载试验方法得到的检测结果存在较大差异。笔者根据水泥土搅拌桩的基本特性 ,结合工程实例 ,对这两种静载试验检测结果存在的差异及其安全度进行比较分析 ,得出单桩静载试验法结果的安全度高于复合地基试验法结果的结论 ,因此 ,提出了一些合理化建议     

中庭在大型地下商业建筑防火分隔中的应用

某大型地下商业建筑总建筑面积大于20,000m2,防火分隔设计超出现行防火规范的要求。提出一种利用采取强化防火措施的中庭对该地下商业建筑进行防火分隔的方案,并对若干最不利火灾场景进行了数值模拟分析,计算结果表明该防火分隔方案能够达到现行防火规范要求的分隔效果,即使在中庭消防设施失效条件下也可以防止火灾在不同区域之间蔓延。     

城市地铁暗挖施工地层变形机理及控制实践

笔者结合深圳地铁一期工程的某些暗挖标段工程及地质条件 ,在土层性质试验研究的基础上 ,深入分析了地层大变形机理及其主要影响因素 ,由此确定了地层大变形控制的原则和技术措施。在施工中 ,应用地层变形控制原则及相应的综合技术措施后 ,使地层变形大幅度降低 ,满足了地表环境保护的要求 ,取得了预期的效果     

压力容器制造监督检验常见问题及改进

压力容器制造监督检验不仅仅要对技术资料、检验与试验报告进行审查,对结果进行见证（如射线底片、压力试验等）,还要对影响容器本质安全的生产制造过程进行有效的检查、监督与控制。本文讨论了压力容器制造过程质量控制及监督检验工作中发现的一些常见问题,结合《压力容器监督检验规则》（TSG R7004-2013）的相关要求,提出了一些解决方法和改进建议。     

矿井瓦斯安全监控和数据采集系统

介绍了矿井瓦斯安全监控和数据采集系统的基本组成部分、主要技术特点及实现方式。该系统采用了先进的集散式结构体系，其软件功能强，户界面友好，是适合煤矿应用的有效的安全保障系统     

高瓦斯低透气性煤层水力压裂技术的试验研究

由于某矿煤层透气性低、瓦斯含量高,现有瓦斯抽采技术不能满足瓦斯抽采的需要,因而采用了水力压裂技术增透措施进行试验。通过该矿11-2煤层的工业试验,分析了水力压裂技术的参数选择、压裂范围、煤层透气性、压裂后抽采效果等。试验研究得出,经过水力压裂,煤层的透气性提高了2246倍,煤层瓦斯抽采效率也大幅提高