安全仪表系统安全完整性评估文献综述

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1、安全仪表系统安全完整性评估文献综述汇报中国石油大学（华东）安全环保与节能技术中心CenterforSafety,Environmental&EnergyConservationTechnology姓名：李玉洁学号：Z14040385专业：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

2、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

3、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

4、/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

5、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SI

6、L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410-5~10-410000~100000310-4~10-31000~10000210-3~10-2100~1000110-2~10-110~1003.1SIL定级3.

7、2SIL验证美国Triconex公司的Summers在比较了可靠性框图计算方法与事故树分析法后，提出复杂系统的评估采用事故树分析法更适用。2000年，美国Exida公司根据概率数学的规则和标准化的定义推导出了仪表安全功能（SIF)的要求失效概率（PFD)的计算方法。2007年，美国Exida公司的Miller等通过两年的可靠性研究，提出了一套基于SIL的阀门选择技术并建立了阀门可靠性数据库。2011年，挪威科技大学将失效概率分成两种模式进行计算，即低要求操作模式和高要求操作模式国外研究现状3.2SIL验证200

8、4年由仪器仪表综合技术研究所开始对IEC61508-1-7和IEC61511-1-3标准化等同翻译2006年制定了国家标准GB/T20438.1-7——2006《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》2007年制定了GB/T21109.1-3——2007《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》鉴于IEC61508在标准中仅给出了最后PFD计算公式，而没有给出详细的过程，清华大学郭