安全仪表功能回路设计及SIL验算

简要介绍了安全仪表功能(SIF)回路安全完整性等级(SIL)定级的方法;分别介绍了IEC 61508和ISA TR84.00.02中SIL验算的方法;以普通仪表和经过安全完整性等级认证的仪表为例,计算其平均失效概率(PFDavg),得出SIF回路的SIL。比较普通仪表和经过安全完整性等级认证的仪表组成的SIF回路,结合实际设计和应用情况,给出安全仪表系统(SIS)设计的建议。     

基于SIL评估的输气站场安全仪表系统现状分析与改进

为分析输气站场安全仪表系统的完整性和可靠性,以某典型输气站场为例,在分析现有安全仪表系统不足的基础上,充分结合危险与可操作性（HAZOP）分析、保护层（LOPA）分析和马尔科夫模型等方法,建立一套适合输气站场的安全仪表（SIF）回路辨识、安全完整性等级（SIL）定级和SIL验证的流程,并针对不满足SIL验证的SIF回路提出改进措施。结果表明,该站场内需设置11个SIF回路,其中1个应达到SIL2等级,10个应达到SIL1等级;由于安全功能认证证书缺失,缺乏相关失效概率数据,无法对部分已设置的SIF回路进行SIL验证工作。应从改进冗余表决结构、缩短测试周期和改进设备选型等方面对SIF回路进行改进;输气站场应选用获得安全功能认证的组件,并收集企业、行业和国际通用数据库,建立准确的失效数据。研究结果可为今后同类型站场安全仪表系统的设计和运营提供实际参考。     

基于SIL分析的输气站场安全仪表系统定级与验证

为有效降低在役输气站场生产过程中的安全风险,发挥安全仪表系统在风险管控中的作用。以某典型输气站场为例,采用危险与可操作分析(HAZOP)筛选风险等级较高的事故场景,并结合保护层分析(LOPA)对站内的SIF回路进行SIL定级,最后对SIL进行验证。通过SIL验证,只有ESD系统中SIF1回路的验证等级与要求等级不匹配,建议从缩短功能检测周期、改变系统冗余表决结构和增加单个设备可靠性等三个方面提高现有SIL等级。     

安全仪表系统SIL定级及LOPA的应用研究

安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)定级是安全仪表系统(SIS)设计的基础，在IEC 61511中定义了SIL定级的多种方法。对比分析了SIL定级应用较多的方法，如安全层矩阵法、修正风险图表法以及保护层分析法(LOPA),总结出LOPA分析方法的优点，并结合海上某采油平台上典型SIF回路的SIL定级过程介绍了保护层分析法(LOPA)的实际工程应用。     

综合人因可靠性的输气站场安全仪表系统分析与优化

为提高输气站场的本质安全,针对有人因影响的安全仪表回路,将人为应急响应与原SIF回路构成一个串联系统,提出在观察阶段、判断阶段和决策阶段分别采用CREAM、HCR和THERP的人因可靠性模型求解失效概率,构建与人因可靠性相关SIL评估模型,并针对某输气站场分液罐的安全仪表系统进行SIL定级与优化。结果表明,人因部分的失效概率占比与执行机构的占比接近,说明人因可靠性可直接影响SIF回路的正常运行;改变冗余结构为1oo2型,测试周期变为0.5 a,可满足SIL验证的要求;可从岗位技能培训、应急安全演练、改善工作场所软硬件条件等方面降低SIS风险,确保SIS功能的安全可靠。     

关键过程误停车率与安全仪表功能回路的设计

介绍了ISA-TR84.00.02规范中对关键过程误停车率(STR)的计算方法 ,给出了能承受的STR判断方法。根据具体案例,分别对普通仪表和经过安全完整性等级(SIL)认证的仪表组成的安全仪表功能(SIF)回路的STR进行了计算,对比了不同的"Moo N"结构的SIF回路的STR。分析接线箱、浪涌保护器、安全栅、继电器对SIF回路STR的影响,结合工程实际,给出SIF回路设计的建议。     

考虑多源泄放的输气站场SIL定级分析与应用

针对传统LOPA分析在SIL定级上，只考虑单一场景下单个设备出现风险的情况，在应用事故树模型的基础上，通过多源泄放叠加方法确定泄放组合和泄放路径，并据此计算多个相互影响的SIF回路发生事故时的概率；建立了一种适合多源泄放的站场设备SIL定级方法，并通过统计引发放空系统参数偏高的泄放路径中出现的设备次数，依次对SIF回路进行重新定级，实现了对上游设备的逆向SIL定级。结果表明：考虑多源泄放后的泄放流量有所增加，其后果严重性等级和事故发生概率也有所增大；提出的SIL定级方法更具科学性和可靠性，可有效对传统LOPA分析得到的SIL等级进行修正。     

煤气化装置的SIL验算及敏感性分析

以某合成氨、尿素生产装置安全仪表系统的SIL评估为背景,介绍了煤气化装置中SIF回路SIL可靠性验算/验证工作,详细叙述了SIL验算方法及企业取值建议,描述了验算工作流程,对验算结果进行案例展示,并对未通过验算的SIL回路进行敏感性分析,制定最优改进措施。针对在役装置,要对各个SIF回路的功能测试周期、测试方法与结果进行验证,以确保SIS在整个生命周期内符合完整性要求。     

在役装置SIL验证常见问题

分析了在役装置SIL验证项目推进缓慢的原因,重点介绍了在役装置SIL验证范围的确定,针对几种特殊情况下SIL验证范围的确定过程遇到的资料不匹配,如何区分关键安全动作与辅助安全动作,SIL0和SILa回路的验证,电气回路的验证范围的确定等问题,给出了相应解决方案。阐述了以偏离为导向的和以后果为导向的两种表决结构的绘制;介绍了在搜集设备失效数据中碰到的实际问题及解决方案以及PFD_avg计算中会出现的几种情况,总结了通过SIL验证发现的化工行业普遍存在的安全管理问题。     

海上平台仪表系统设计新思路

海上油气生产平台执行安全保护功能的ESD系统,其关断级别大多是根据设计经验确定,且关断级别越高触发动作的阀门和机泵越多,联锁保护的可靠性也就越低。针对海上油气生产平台仪表系统的设计提出了一种新思路：在海上平台安全仪表系统的设计之初,结合风险定性分析和定量分析结果,明确安全保护功能及其需要达到的SIL等级,并据此编制安全要求规格书和设计安全仪表系统,在项目验收前应根据现场仪表的配置和失效数据验证该安全功能回路是否满足SIL定级的要求。