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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

安全仪表系统的性能维护及指标值计算

安全仪表系统（SIS）作为保障工业生产安全的重要措施,需要在危险发生时正确地执行其安全功能,采取有效措施维持安全仪表系统在运行阶段的性能是保障系统功能安全的关键。详细阐明了SIS在运行阶段应遵循风险评估分析、安全功能分配文件、安全要求规范、安全分析报告、安全完整性等级符合性等重要文档中的要求,给出了维持SIS安全完整性的主要活动,并在加强旁路、禁止和超驰控制管理,对SIS失效的响应、记录和分析,进行定期检查、维护和功能测试以及安全仪表系统的变更管理等方面提出了要求。提出了SIS的安全性能指标及目标值的简易计算方法,给出失效率更新流程、计算方法和功能安全测试间隔调整技术。所提的技术方法为如何保证安全仪表系统运行阶段的安全性能提供了有力指导,其可操作性强,便于在实际工程中进行应用。     

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.     

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.     

往复式过山车站台安全门系统安全完整性等级（SIL）评价

区别常规提升式过山车,往复式过山车通过往复运动获得最大运行速度,因此过山车会以较高速度反复通过站台位置,站台安全门系统的安全防护可靠性至关重要。本文参照游乐设施安全相关系统安全完整性评价方法,以往复式过山车站台安全门系统为例,从安全相关系统辨识、安全功能风险评价、安全控制回路设计、安全功能SIL评价4个步骤对站台安全门安全相关电气控制系统进行SIL评价,通过元器件选型计算、安全功能试验2个步骤确认逻辑控制回路PL等级,全过程开展了安全功能的安全完整性等级(SIL)评价工作。提高了往复式过山车站台安全门系统的安全等级,降低了站台操作人员与乘客的伤害风险。     

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。     

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.     

基于可拓理论的LNG加气站安全评价

由于LNG加气站各定量和定性指标的多层次性和复杂性,一些常用的评价方法往往会出现矛盾,导致建立的动态模型与实际评价单元贴近度不高。针对其自身危险因素的多样性、复杂性及地理位置的特殊性,将基于熵权理论的可拓综合评价方法应用于LNG加气站的安全评价,充分利用物元模型,将其与LNG加气站中设备、物料、工艺流程涉及的主要危险因素相对应,结合现有LNG加气站的行业标准和规范,从设备因素、卸车流程、环境因素、管理因素及管路系统5个方面对LNG加气站进行分析,建立了LNG加气站安全评价指标体系,并在此基础上建立LNG加气站安全综合评价的物元模型,通过定量计算其熵权系数和综合关联度,进而使用关联函数对其安全等级进行定性分析,对LNG加气站安全进行综合评价。利用建立的指标体系,基于可拓理论对山东省滕州市顺驰LNG加气站进行安全评价,结果表明,LNG加气站管路系统的安全等级为"优",而设备因素、卸车流程及环境和管理因素的安全等级均为"良"。评价结果与加气站实际情况基本相符,表明基于可拓理论的LNG加气站安全综合评价方法不但有助于提高LNG加气站的安全水平,而且具有可行性。最后,针对评价结果提出了提高其安全性的建议措施。     

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。     

安全仪表系统的开发与要求

综述安全仪表系统的发展过程;对其主要组成、特点以及其各自要求进行研讨;给出安全仪表系统开发的简化流程;探讨安全仪表系统的经济性分析和仪表选择方法;对安全仪表系统整体生命周期中的计划编制、设计、实施、运行、维护和确认等各阶段活动的关键要求进行了讨论和研究。该研究对安全仪表系统的深入理解有指导作用,并为安全仪表系统的分析、设计、实施、运行和维护等活动提供参考。