保护层分析(LOPA)方法简

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
24
2 LOPA步骤
传感器 1 BPCS逻 辑控制器 (共享) 传感器 2
最终执行元件 1
最终执行元件 2
25
2 LOPA步骤
化工企业典型的保护层及作为IPL的要求 c) 报警和人员响应 ——操作人员应能够得到采取行动的指示或报警;
——操作人员应训练有素,能够完成特定报警所要求的
操作任务; ——任务应具有单一性和可操作性,不宜要求操作人员 执行IPL要求的行动时同时执行其它任务; ——操作人员应有足够的响应时间等。
泄漏量 1~5kg 5~50kg 3 2 4 3 50~ 500kg 5 4 500kg~ 5t 5 5 5~50t 5 5 >50t 5 5
2 1 1
2 2 1
3 3 1
4 3 2
5 4 2
5 5 3
11
易燃,温度<B.P
可燃液体
2 LOPA步骤
后果严重性等级评估——财产损失
后果造成的直接经济损失(元)
23
2 LOPA步骤wk.baidu.com
化工企业典型的保护层及作为IPL的要求 b) BPCS BPCS作为IPL应满足以下要求:
——BPCS应与安全仪表系统(SIS)在物理上分离,包括
传感器、逻辑控制器和最终执行元件; ——BPCS故障不是造成初始事件的原因; ——在同一个场景中,当满足IPL的要求时,具有多个回 路的BPCS宜作为一个IPL。
能造成的其他危害,并重新假设LOPA场景进行评估。
29
2 LOPA步骤
化工企业典型的保护层及作为IPL的要求 f) 释放后保护设施(安全阀、爆破片等) ——独立于场景中的其他保护层; ——在确定阻火器、隔爆器等设备的PFD时,应考虑其实
际运行环境中可能出现的污染、堵塞、腐蚀、不恰当维护
等因素对PFD进行修正;
等级
等级1
等级2
等级3
等级4
等级5
13
2 LOPA步骤
后果严重性等级评估——定量计算
后果等级 严重威胁人的生 命 热辐射 爆炸 毒性 8kW/m2 20kPa LC 5% 威胁人的生命 5kW/m2 14kPa LC 1% 不可逆伤害 3kW/m2 5kPa 不可逆
14
间接影响
2kPa
2 LOPA步骤
长度代表后果严重性
IPL—独立保护层 PFD—要求时失效概率
初始事件频率

f i C f i I PFDij f i I PFDi1 PFDi 2 PFDij
j 1
J
4
1 什么是LOPA
□保护层分析(LOPA)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法
4)LOPA的局限性
定性分析 半定量分析 定量分析 所有场景都需 10~20%场景 1%场景需要 要定性分析 需要进行半定 进行QRA 量分析
技术
简单问题 复杂问题
HAZOP What-If/Checklist FMEA
FEI、CEI
LOPA
粗略的事件树分析
ETA、FTA、HRA



×

×

47
2003年:国际电工委员会(IEC)发布了IEC61511:过程工 业领域安全仪表系统的功能安全,将LOPA技术作为确定安 全仪表系统完整性水平的推荐方法之一。
6
主要内容
1
2 3
什么是LOPA
LOPA步骤
LOPA其他要求
4
LOPA实例
7
2 LOPA步骤
• a)场景识别与筛选 • b)初始事件(IE)确认 • c)独立保护层(IPL)评估
——SIF在功能上独立于BPCS; ——SIF的规格、设计、调试、检验、维护和测试应按 GB/T 21109的有关规定执行。
28
2 LOPA步骤
化工企业典型的保护层及作为IPL的要求 e) 物理保护(安全阀、爆破片等)
——独立于场景中的其他保护层;
——在确定安全阀、爆破片等设备的PFD时,应考虑其实 际运行环境中可能出现的污染、堵塞、腐蚀、不恰当维护 等因素对PFD进行修正; ——当物理保护作为IPL时,应考虑物理保护起作用后可
保护层分析(LOPA) 方法简介
主要内容
1
2 3
什么是LOPA
LOPA步骤
LOPA其他要求
4
LOPA实例
2
1 什么是LOPA
3
1 什么是LOPA
IPL1 IPL2 IPL3
注:
箭头宽度代表
频率 严重性
PFD3 PFD2
I
fi
C
后果频率大小,
fi
PFD1
成功 成功
成功
后果频率 安全结果 安全结果 安全结果
5
15
2 LOPA步骤
类别
外部事件
设备故障
人员失误
1)控制系统故障 1)地震、海啸、龙 a)软件失效 b)元件失效 卷风、飓风、洪水 c)控制支持系统失效 、泥石流、滑坡和 1)操作失误 雷击等自然灾害 2)机械系统故障
16
2 LOPA步骤
独立保护层能够 有效阻止后果的 发生。化工企业 保护层作为IPL时 ,应满足:
4
LOPA实例
41
3 LOPA其他要求
1)在使用LOPA前,企业应确定: a)后果度量形式及后果分级方法;
b)初始事件频率的确定方法;
c)独立保护层要求时失效概率(PFD)的确定方法; d)风险度量形式和风险可接受标准; e)分析结果与建议的审查及后续跟踪管理机制。
42
3 LOPA其他要求
2)LOPA应用时机 在过程危害分析中出现以下情形时,可使用LOPA:
后果
50万元以 100万元以 500万元以 1000万元 不足50万元 上、100万 上、500万 上、1000 以上 元以下 元以下 万元以下 1 2 3 4 5
等级
12
2 LOPA步骤
后果严重性等级评估——人员伤害
人员伤害
后果
1~2人死亡 3人以上 急救处理;医 3人以上轻伤 工作受限 疗处理,但不 或丧失劳 死亡;10 ;1~2人轻 ,1~2人重伤 需住院;短时 动能力; 人以上重 伤 ; 3~9人重伤 间身体不适。 伤
a)事故场景后果严重,需要确定后果的发生频率;
b)确定事故场景的风险等级以及事故场景中各种保护层降 低的风险水平; c)确定安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL); d)确定过程中的安全关键设备或安全关键活动等。
43
3 LOPA其他要求
3)LOPA小组组成 LOPA小组成员可包括但不限于以下人员: a)组长;
□其主要目的是确定是否有足够的保护 层使风险满足企业的风险标准
□基于事故场景的一种半定量分析方法
5
1 什么是LOPA
发展历程
20世纪80年代末:美国化学品制造商协会出版了《责任关怀 ——过程安全管理实施准则》,书中建议将“足够的保护层 ”作为有效的过程安全管理系统的一个组成部分。 1993年:美国CCPS《化工过程安全自动化指南》,书中建 议将LOPA作为确定安全仪表功能完整性水平的方法之一。 2001年:CCPS发布了《保护层分析——简化的过程风险评 估》,书中详细地讨论了LOPA的基本规则和应用。
5

低 低 低 低 10-6~10-7

低 低 低 低 10-5~10-6

中 低 低 低

中 中 低 低

高 中 中 低
很高
高 中 中 中
很高
很高 高 中 中
38
4
后 果 等 级
3 2 1
10-4~10-5 10-3~10-4 10-2~10-3 频 率 等 级(每年)
10-1~10-2 1~10-1
34
2 LOPA步骤
初始事件发生频率和独立保护层失效概率 其数据可采用: a) 行业统计数据; b) 企业历史统计数据;
c) 基于失效模式、影响和诊断分析(FMEDA)和故障树
分析(FTA)等的数据; d)供应商提供的数据。
35
2 LOPA步骤
选择失效数据时,应满足以下要求: a)具有行业代表性;
的要求。
21
2 LOPA步骤
化工企业典型的保护层及作为IPL的要求
a)本质安全设计
——当本质安全设计可消除某些场景时,不应作为IPL; ——当考虑本质安全设计在运行和维护过程中的失效时, 在某些场景中,可将其作为一种IPL。
22
2 LOPA步骤
化工企业典型的保护层及作为IPL的要求
b) BPCS 是执行持续监测和控制日常生产过程的控制系统,通过 响应过程或操作人员的输入信号,产生输出信息,使过程 以期望的方式运行。由传感器、逻辑控制器和最终执行元 件组成。
2 LOPA步骤
b)风险决策宜采取ALARP原则:
风 险 逐 渐 降 低
39
2 LOPA步骤
a) 应对LOPA分析结果的执行情况进行后续跟踪,对 LOPA提出的降低风险行动的实施情况进行落实。 b) LOPA的程序和分析结果可接受相关的审查。
40
主要内容
1
2 3
什么是LOPA
LOPA步骤
LOPA其他要求
• d)场景频率计算HAZOP分 事故分 析 • e)风险评估与决策 析
变更分 • f)后续跟踪与审查 析
8
2 LOPA步骤
9
2 LOPA步骤
后果严重性
10
2 LOPA步骤
泄漏物质 剧毒,温度>B.P
剧毒,温度<B.P 或高毒性,温度 >B.P 高毒性,温度 <B.P或易燃,温 度>B.P
后果严重性等级评估——泄漏量
fiC——初始事件i的后果C的发生频率,单位为 /a;
fiI——初始事件i的发生频率,单位为 /a;
PFDij——初始事件i中第j个阻止后果C发生的IPL的PFD。
33
2 LOPA步骤
在计算场景频率时,可根据需要对场景频率进行修正:
采用点火概率、人员暴露和具体伤害的概率对不同后
果场景频率进行修正。
17
2 LOPA步骤
化工企业保护层作为IPL时,应满足以下基本要求: a)独立性
——应独立于初始事件;
——应独立于同一场景中的其它独立保护层。
18
2 LOPA步骤
IPL
IPL
19
2 LOPA步骤
化工企业保护层作为IPL时,应满足以下基本要求: b)有效性 ——应能检测到响应的条件; ——在有效的时间内,应能及时响应;
30
2 LOPA步骤
化工企业典型的保护层及作为IPL的要求
g) 工厂和社区应急响应
——其有效性受多种因素影响,一般不作为IPL
31
2 LOPA步骤
通常不作为IPL的防护措施
32
2 LOPA步骤
f iC f i I
式中:

j 1
J
PFDij f i I PFDi1 PFDi 2 PFDij
e)工艺人员;
f)设备工程师 g)仪表工程师; h)安全工程师。
b)记录员;
c)设计人员; d)操作人员;
44
3 LOPA其他要求
3)LOPA小组组成
根据需要,可要求以下人员参加LOPA: a)工艺包供应商; b)成套工艺设备供应商; c)公用工程工程师; d)电气工程师; e)其他专业工程师。
45
26
2 LOPA步骤
化工企业典型的保护层及作为IPL的要求
d) 安全仪表功能(SIF)
通过检测超限(异常)条件,控制过程进入功能安全状 态。一个安全仪表功能由传感器、逻辑控制器和最终执行 元件组成,具有一定的SIL。
27
2 LOPA步骤
化工企业典型的保护层及作为IPL的要求
d) 安全仪表功能(SIF)
b)使用企业历史统计数据时,只有该历史数据充足并
具有统计意义时才能使用; c)使用普通的行业数据时,可根据企业的具体条件对 数据进行修正。
36
2 LOPA步骤
a)可根据场景频率计算结果和后果等级,使用定量
数值风险标准、风险矩阵等形式进行风险评估与决策,
将风险降低到企业可接受的水平。
37
2 LOPA步骤
3 LOPA其他要求
4)LOPA的局限性 a)LOPA不是识别危险场景的工具,LOPA的正确执行取决于
定性危险评价方法所得出的危险场景,包括初始原因和相关
的安全措施是否完全和正确; b)LOPA的意图不是取代详细的定量分析(QRA),QRA可以 用于更复杂的少数危险场景分析;
46
3 LOPA其他要求
——在可用的时间内,应有足够的能力采取所要求的行动。
——应满足所选择的PFD的要求。
20
2 LOPA步骤
化工企业保护层作为IPL时,应满足以下基本要求: c)安全性。应使用管理控制或技术手段减少非故意的或
未授权的变动。
d)变更管理。设备、操作程序、过程条件等任何改动应 执行变更管理程序,以满足变更后保护层的IPL要求。 e)可审查性。应有相应的信息资料,以说明保护层的设 计、检查、维护、测试和运行活动能够使保护层达到IPL
序 偏差 号
原因
后果
保护措施
后果严重性
1、反应器温度高报警 和人员响应; 冷却水泵故 2 、 反 应 器温 度 高 联 锁 障停 ; 冷却 反应器超温 3、启动备用泵 1 水无 超压,可能 流量 发生爆炸 1 、 反 应 器 温 度 高 报 警 和人员响应; 冷却水阀故 2 、 反 应 器温 度 高 联 锁 障关 ; 3、冷却水阀旁路调节
相关文档
最新文档