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LOPA在化工安全仪表系统SIL定级中的应用分析

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  摘 要:化工安全仪表系统的SIL定级可以有效识别化工生产中存在的安全风险,并采取相应的动作处理安全风险。基于此,本文从LOPA及化工安全仪表系统SIL定级的内涵入手,对LOPA的应用进行分析,将变换气温度作为研究对象,分析LOPA在化工安全仪表系统SIL定级中的应用要点。
  关键词:LOPA;化工安全仪表;SIL定级
  在实际的化工安全仪表系统应用中,其操作和运维管理方面存在一定的不足,容易出现冗余容错不合理或者风险分析不准确等问题,影响化工安全仪表系统作用的发挥。化工企业需要在化工安全仪表系统的SIL定级中应用LOPA,确保化工安全仪表的各项参数及系统功能符合生产要求,切实保障化工生产的安全。
  1 LOPA及化工安全仪表系统SIL定级分析
  LOPA是指保护层分析方法,主要是基于定性危害分析,对保护层的有效性进行全面评估,并进行相应的风险决策,分析保护层是否能够有效控制化工企业的过程风险,实现安全生产。在化工企业生产的过程中,化工安全仪表系统中的安全仪表功能可以看做是保护层。按照安全仪表系统功能失效造成后果及风险的差异,可以将安全仪表功能划分为SIL1、SIL2、SIL3及SIL4这四个等级,根据不同的等级需求,化工企业需要有针对性地安装、调试、应用安全仪表系统。在实际的化工企业生产过程中,技术人员可以通过LOPA进行化工安全仪表系统的SIL定级,保障安全仪表功能的有效发挥,降低化工企业事故出现的概率,避免过保护或者保护不足等问题的出现,实现化工企业的自动化及可持续发展。
  2 LOPA在化工安全仪表系统SIL定级中的应用分析
  2.1 LOPA的应用实例
  在化工安全仪表系统SIL定级中,LOPA的应用流程如下:①场景识别及筛选;②事故场景的确定;③IE确认;④IPL评估;⑤场景频率计算;⑥风险评估与决策,如果风险可以接受,则分析更多故障场景,如果风险不可以接受,则应用相应的风险规避措施。为了明确LOPA在化工安全仪表系统SIL定级中的应用,本文将变换气温度作为研究对象,分析LOPA的具体应用。在变换气生产过程中,受到TV-0041故障的影响,生产设备中的气相管线会出现高温破坏问题,导致生产装置出现高温度报警。针对这一故障问题,技术人员需要将HAZOP分析作为基础,合理应用LOPA技术,进行化工安全仪表系统的SIL定级。
  首先,技术人员将粗合成气经过E-2102流量增加设置为事故场景;将阀门TV-0041故障确定为初始事件;IPL评估为R-2101设温度高报警;场景频率为25×10-3;风险评估等级为高风险。然后,技术人员提出了两种降低风险的对策,分别是在R-2101設温度高高联锁关阀,其失效概率PFD为10-1;以及在R-2101气相管线部位设置泄压阀,其失效概率PFD为10-2。最后,经过技术人员的计算,发现安全仪表功能的失效概率为0.4,所以将安全仪表系统SIL定级为SIL1。
  2.2 LOPA的应用要点
  在应用LOPA进行化工安全仪表系统SIL定级的过程中,技术人员需要注重独立保护层的有效性、定量数据的合理选择以及危害分析的准确性。
  2.2.1 独立保护层的有效性
  在LOPA分析的过程中,独立保护层的合理设置能够有效避免场景发展为不期望后果,并确保初始事件和其他场景、设备及操作保持独立。以上述实例为基础,技术人员采用的风险处理对策均独立于初始事件中的故障,能够将两者作为独立保护层。
  2.2.2 定量数据的合理选择
  LOPA属于半定量分析方法,技术人员需要采用准确合理的定量数据,保障LOPA分析的准确性及合理性。在实际的LOPA应用中,技术人员不仅需要遵循《保护层分析(LOPA)方法应用导则》(下文简称“《导则》”)提供的基础数据范围,还需要结合化工企业的实际发展状况,保障LOPA分析的规范性及有效性。以《导则》中规定的典型仪表控制回路失效参数为例,控制回路失效的频率数值在1-10-2范围内,如果化工企业能够从仪表供应商中获取仪表的失效频率,且该仪表的可靠性偏高,则技术人员需要选择10-2作为失效频率;如果仪表的可靠性偏低,则技术人员需要选择10-1或者1作为失效频率。一般来说,如果LOPA中没有明确的要求,技术人员需要选择参数范围内的中间值作为定量数据。
  2.2.3 危害分析的准确性
  在化工安全仪表系统的SIL定级中,LOPA的应用是将定性危害分析结果作为基础,一旦定性危害分析出现偏差,将会导致LOPA的分析出现问题,影响风险概率数据的计算准确性,还会使技术人员进行返工,从而对化工安全仪表系统的SIL定级造成负面影响。因此,技术人员需要保障危害分析的准确性,提升SIL定级的合理性及准确性。
  3 结论
  综上所述,LOPA能够保障化工安全仪表系统的准确SIL定级,实现化工生产风险的有效管控。通过本文的分析可知,技术人员需要根据化工生产安全事故的实际状况,合理设置场景及初始条件,并按照规范流程开展数据计算,明确安全仪表功能的失效概率,完成安全仪表系统的准确SIL定级。
  参考文献:
  [1]袁臻.浅谈液氯储槽安全仪表系统的SIL定级及设置[J].广东化工,2018,45(16):173+157.
  [2]刘轶冬,王珊珊.保护层分析(LOPA)在安全仪表系统SIL定级过程中的应用[J].当代化工研究,2017(04):37-38.
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