安全仪表系统安全完整性评估文献综述.ppt

安全仪表系统安全完整性评估文献综述汇报姓名：李玉洁学号：业：安全工程导师：路帅副教授2015年10月10日硕士学位论文答辩

目录1研究背景与意义2功能安全相关系统简介3安全完整性等级评估4研究方向构思

1研究背景与意义随着石油化工行业进入规模化生产，生产装置积聚的能量越来越大，装置越来越连续化、大型化，工艺过程越来越复杂，具有高温、高压、易燃易爆、有毒等特点，造成重大工业事故的可能性也随之增大。如何来降低现场发生安全事故的概率、保护现场工作人员和环境的安全以及减少由于生产事故造成的经济损失，成为安全生产环节所关注的重点。

1研究背景与意义安全仪表系统的出现，为石油化工行业的安全问题解决了一大难题。然而，安全仪表系统由于本身结构、硬件、软件及其周围环境等原因，不可避免的在运行过程当中会出现失效的问题。同时，也存在现有的安全保护装置及措施能否满足人员、设备以及环境对安全等级要求的问题。因此，研究生产流程当中存在风险较大环节、安全仪表系统可能存在失效状况以及其在实行保护措施时的可靠性，是保障安全仪表系统能够正常工作，从而为安全生产带来保障的关键。

2.1安全仪表系统安全仪表系统：由传感器、逻辑控制器和执行器组成的、能够行使一项或多项安全仪表功能的仪表系统。概念：附属系统（供电/供气等）传感器逻辑控制器最终执行元件

2.3安全完整性水平安全完整性水平：在一定时间、一定条件下，安全相关系统执行其所规定的安全功能的可能性。安全完整性等级的划分是通过平均要求时失效概率PFDavg的大小来确定的。

3.1SIL定级时间机构发展状态1998美国Triconex公司在标准ANSI/ISAS84.01-1996颁布后，总结了确定SIL的六种方法：改良的HAZOP、后果分析、风险矩阵、风险图、定量评估、企业授权的SIL1998~2000国际电工委员会（IEC）IEC61508标准《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》，其中首次提出的安全完整性等级（SIL）将会成为安全控制领域内合同的必备条款。推荐算法：风险图法和危害事件严重性矩阵法2000美国工厂互惠研究公司结合实例对风险评估、仪表安全功能能评估的过程进行了总结2003国际电工委员会（IEC）IEC61511:2003《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》。结合事故树和保护层的半定量方法，安全层矩阵法、风险图法，校正的风险图法，保护层分析法2006欧洲过程安全研究中心对保护层分析法（LOPA）的原理进行了充分的解释，同时将LOPA融入到欧洲的工业意外风险评估方法

3.1SIL定级IEC61511(GB/T21109-2007)：ETA/FTA（定量）风险图法（定性）校正的风险图法（半定性）安全层矩阵法（半定量）保护层分析（定量）SIL定级方法:SIL定级是指依据当前的风险场景的风险状态，确定SIF应满足的SIL要求。

3.1SIL定级SIL定级中选用HAZOP与LOPA结合的方法

3.1SIL定级场景的发生频率计算见下式：式中：MF——减轻后的事件频率；IEF——初始事件频率；PFD1、PFD2…——保护措施（保护措施1，保护措施2，…）的失效概率。事故频率等级确定

3.1SIL定级风险矩阵

低要求操作模式下的安全完整性水平低要求操作模式安全完整性水平平均要求时失效概率风险降低因子410-5~10-410000~100000310-4~10-310003~10-2100~1000110-2~10-110~1003.1SIL定级

3.2SIL验证国外研究现状

3.2SIL验证国内研究现状

3.2SIL验证国内研究现状

3.2SIL验证SIL验证方法1.可靠性框图可靠性框图是一种传统的可靠性分析方法,它用图形的方式来表示系统内部件的串并联关系,具有简单、清晰直观的特点。2.故障树分析法故障树是根据布尔逻辑用图表示系统的特定故障(称为顶上事件)。它对故障发生的基本原因进行推理分析,然后建立从结果到原因描述故障的有向逻辑图。3.马尔可夫模型系统由一种状态以某种概率转移到另一种状态,无论发生失效还是进行维修,状态之间的转换用箭头转移弧表示,并标注相应的失效率或维修率,从而描述了系统随时间变化的行为

3.2SIL验证计算方法RBDFTAMarkov失效模式指数模式指数模式Markov链计算精度近似计算近似计算精确计算瞬时失效概率无法计算可以计算可以计算平均失效概率可以计算可以计算可以计算难易程度较简单较简单较复杂方法比较

3.3失效数据计算E/E/PE安全相关系统的安全功能在要求时的平均失效概率