基于LOPA分析的成品油库的SIL定级应用.pdf
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1、技术研究 46 2023年第10期随着我国化工装置、危险化学品储存设施规模大型化、生产过程自动化水平逐步提高,加强和规范安全仪表系统规范设计和管理十分迫切和必要。2014年,国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统指导意见(116号文),涉及“两重点一重大”在役装置或设施咋化工企业和危险化学品储存单位,要在全面开展过程危险分析(如危险与可操作性分析的)的基础上,通过风险分析功能及其风险降低要求,并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风险降低的要求。SIL定级是在建系统、在役装置是否需要设置SIS系统的依据。自2017年以来,为了降低风险和提高本质安全,化工行业在SIL定级上做了大量的工作。马勇梧等
2、人开展了输气站场的安全仪表系统的评估和验证。李毅等人将HAZOP分析和LOPA分析应用于海上平台安全仪表系统评估。化工安全仪表系统包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害气体及火灾监测系统等。安全仪表系统独立与过程控制系统。化工安全仪表系统一旦生产装置或者设备设施出现可能导致安全事故的情况时,能够瞬间准确动作,使生产过程安全停止运行或自动导入预定的安全状态。安全仪表系统包括检测单元、逻辑处理器和执行单元。本次研究在研究对象的HAZOP分析的基础上进行SIL定级。1 分析对象本文研究对象为坐落于华北平原的成品油库的一级石油库,储存汽柴油,属于两重点一重大企业。油库于1992年建立,位于城市郊外。
3、重点监管的危险化学品为汽油、柴油。根据GB18218-2018危险化学品重大危险源辨识和危险化学品重大危险源监督管理暂行规定(原安监总局令2011第40号、2015第79号修改)的有关规定和辨识可知,该油库参照重大危险源企业进行管理。该油库设置了基本过程控制系统、视频监控系统、消防自动化系统、火气报警系统以及安全仪表系统。2 HAZOP 分析HAZOP分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法,方法的本质就是通过一系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。在这个过程中,由各专业人员组成的分析小组在HAZOP分析主席的引导下,按规定的方式展开头脑风暴,系统地研究每一个分析
4、节点,分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危害和可操作性问题,并针对问题提出应改进的管基于LOPA分析的成品油库的SIL定级应用高鹏飞国家管网集团北方管道有限责任公司石家庄输油气分公司 河北 石家庄 050000摘要:随着化工行业自动化水平的提高,加强和规范安全仪表系统管理十分迫切和必要。本文针对华北地区一成品油库进行了SIL定级分析,该分析在危险与可操作性分析(HAZOP)的基础上分析出了较大风险以及对应的初设事件和风险管控措施,结合LOPA分析理论分析独立保护层,结合现场实践分析了初始事件概率以及独立保护层失效概率,通过计算要求时失效概率(PFD),确认该场景下需要的回路的SIL等级。关键词
5、:成品油库 HAZOP 较大风险 LOPA 要求时失效概率(PFD)SIL等级S I L g r a d i n g a p p l i c a t i o n o f f i n i s h e d o i l d e p o t b a s e d o n L O P A a n a l y s i sG a o P e n g f e iShijiazhuang Oil and Gas transport Branch of Northern Pipeline Co.,LTD.,National Pipeline Network Group,Shijiazhuang 050000Abst
6、ract:With the improvement of automation level in chemical industry,it is urgent and necessary to strengthen and standardize the management of safety instrument system.Based on hazard and operability analysis(HAZOP),this paper analyzes the major risks and corresponding initial events and risk control
7、 measures,analyzes the independent protective layer with LOPA analysis theory,analyzes the initial event probability and the failure probability of the independent protective layer with field practice.Determine the SIL level of the loop required for this scenario by calculating the probability of fa
8、ilure on request(PFD).Keywords:Finished oil terminal;HAZOP;Greater risk;LOPA;Failure probability on request(PFD);SIL grade 47 技术研究2023年第10期理措施、应提高的工程措施等,达到有效的保障油库安全生产的目的。根据该油库的工艺流程图、操作规程以及工艺管理人员的描述将该油库工艺流程划分为7个节点,分别为进油流程、出油流程、倒罐流程、全站系统等7个节点,采用压力、温度、液位、流量等4个参数,设置低、高、大、小等4个引导词,对各节点中可能出现的偏差进行辨识。借助表1安全评
9、价风险矩阵,利用事故的后果严重级和事故性可能性在风险矩阵中判定事故的风险等级,本次分析重点是较大风险液位高偏差。分析偏差导致的事故最严重后果作为LOPA分析的一个基础。经分析造成液位高偏差的原因包括人员误操作导致高液位收油、液位计失效、人员误操作导致收油切罐不及时、阀门内漏或关闭不严造成油罐间连通四种初始事件。根据核实造成该后果的初始事件是否在油库或者该公司范围内出现过,如果曾经,可根据实际情况出具统计频率;如果没有出现过,则根据集团及或者行业级别数据,确定概率。保护措施是指可以独立的行使安全保护功能而不受其他保护措施失效影响的安全的保护措施。针对油库液位高该偏差的保护措施包括以下内容:安全仪
10、表系统系统;基本控制、火气报警系统;安全仪表系统;操作人员的干预;公众紧急响应;工厂紧急响应等。现有保护措施见表3。根据溢罐、环境污染、经济损失、潜在的火灾爆炸。2.1 HAZOP 分析和 LOPA 分析的关系根据企业自制定的安全风险评价矩阵,从人员伤亡、财产损失、停工影响、环境影响和声誉影响等几方面确定初始风险(没有任何保护措施)与剩余风险(现有保护措施下的残余风险)。针对剩余风险中仍为中风险及以上的偏差,应增加保护措施(如SIF回路),并进一步开展LOPA分析。LOPA分析中有一部分内容来源于HAZOP分析报告,其中偏差对应LOPA分析的偏差,引起偏差大的原因对应初始事件,现有保护措施对应
11、“保护层”。此外,还需要根据保护层的属性(有效性、独立性和可审查性)确定HAZOP分析中的保护层是否为独立保护层。2.2 保护层分析保护层分是在是在定性危害分析的基础上,进一步评估保护层的有效性,并进行风险决策的系统方案,其主要目的时确定是否由足够的保护表1 安全评价风险矩阵后果可能性人员财产环境声誉12345行业内未发生(极不可能)行业内曾发生(很少可能)集团公司内曾发生(有可能)公司内曾发生(很有可能)站内曾发生(随时有可能)1轻伤经济损失10万元以下轻微影响轻微影响I级I级I级I级II级2重伤经济损失10100万元较小影响较小影响I级I级II级II级III级312人死亡直接经济损失100
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