风险评估技术之保护层分析(LOPA)
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一、保护层分析（LOPA）简介
（五）我国关于保护层分析（LOPA）的标准办法 2015年，我国颁布了《保护层分析（LOPA）方法应用导则》 （AQ/T 3054-2015），规定了化工企业采用LOPA方法的技术要求。 2017年，颁布了《保护层分析（LOPA）应用指南》（GB/T328572016），规定了LOPA技术的相关策略和细则。
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三、LOPA分析步骤
（一）识别后果，筛选场景。 因为LOPA通常评估先前危害分析识别出的危险场景或事故场景 ，因此LOPA分析第一个步骤是筛选这些场景。最常见的筛选方法是 基于后果。后果通常在定性危害分析（如HAZOP分析）过程中进行 了识别。接下来分析人员将对后果进行评估（包括后果影响），后 果评估可以只评估泄漏物质和能量的大小，也可以直接表征事故场 景对人员、财产、环境和声誉产生的危害或影响。
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二、保护层分析（LOPA）应用
（二）保护层分析（LOPA）应用阶段 （4）安全仪表系统设计和评估阶段。如果化工过程需要安全 仪表功能，LOPA可以确定所需的安全仪表完整性水平。LOPA还可以 检查安全仪表功能备选方案，包括改进工艺过程或添加其他保护措 施等。 （5）LOPA可用于识别那些保证过程风险在可控范围内的关键 设备Βιβλιοθήκη Baidu这些设备专业称为“安全关键设备”，它们需要特定的测试 、检查和维护，需要操作人员特别关注。 （6）LOPA可用于识别操作人员的关键安全行为和关键安全响 应。这些行为和响应对于装置安全非常重要，能有效控制装置安全 风险，这将有助于在企业开展更有针对性的培训和演练，并使得安 全操作规程更加有效和具可操作性。
（三）识别场景初始事件，确定初始事件发生频率（次数/年） 我们知道，一起事故发生，必然有个开端，这个开端通常是一
件我们不期望发生的事件，这个事件就叫做初始事件。初始事件发 生后，如果所有防护措施都失效（或缺失），初始事件必然会导致 后果的发生。我们需要找到事故场景的初始事件，并确定初始事件 的发生频率。确定初始事件频率时必须考虑场景的背景情况，大多 数公司提供了评估初始事件频率指南，以实现频率确定的一致性。 另外，行业给出了一些通用数据，以供确定初始事件频率时参考。
□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
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一、保护层分析（LOPA）简介
（四）保护层分析（LOPA）的发展历程
□ 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。
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一、保护层分析（LOPA）简介
举例：危险来了！
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一、保护层分析（LOPA）简介
（二）企业中的保护层分析（LOPA）
生产企业的层层保护措施
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一、保护层分析（LOPA）简介
（三）保护层分析（LOPA）的概念
□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
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二、保护层分析（LOPA）应用
（二）保护层分析（LOPA）应用阶段
LOPA在过程生命周期中的使用
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二、保护层分析（LOPA）应用
（二）保护层分析（LOPA）应用阶段 特别是在如下阶段过程中： （1）工艺流程图（PFD图）和管道及仪表流程图（PID图）基 本完成时的设计阶段。LOPA用于更进一步评估其他工艺危害分析方 法（如HAZOP、What-if、检查表等）发现的危险场景或事故场景； LOPA也可对系统的设计进行研究，对各种工艺备选方案进行分类并 且选出最佳的方案。 （2）改进现有工艺、控制系统或安全系统，例如：变更管理 （3）过程危害分析阶段。一些公司的LOPA分析经验表明， LOPA甚至可以发现那些成熟工艺中存在的未被其他分析方法发现的 安全问题。
□ 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。
□ 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。
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三、LOPA分析步骤
（四）识别独立保护层（IPLs），评估每个独立保护层的失效概率
记住LOPA是“保护层分析”的简称。有些事故场景只需要一个 独立保护层，而有些事故场景，可能需要多个独立保护层，或失效 概率非常低的独立保护层，以使事故场景的风险满足风险容忍标准 。因此，识别现有的安全防护措施是否满足独立保护层的要求是 LOPA的核心内容。判断一个安全防护措施是独立保护层需要满足其 独立性、有效性、可审查性等要求，比如对有效性的判断，需要满 足该保护措施在初始事件发生后，能有效阻止事故链的发展，阻断 该场景下最终后果的发生。通常情况下，满足各项条件的本质安全 设计、基本过程控制系统（如DCS控制）、关键报警加操作人员响 应、安全仪表系统、安全阀、爆破片、围堤围堰等都可能是独立保 护层。而定期巡检、培训、定期检维修、测试等都不是独立保护层 。
风险评估技术
--保护层分析（LOPA）
主讲人：岳志贤
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主要内容
一、保护层分析简介 二、保护层分析应用 三、保护层分析步骤 四、保护层分析总结
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一、保护层分析（LOPA）简介
（一）了解保护层分析（LOPA） 保护层分析，英文全称Layer of Protection Analysis，通常 被简称为LOPA，是在对装置进行了危险识别的基础上，进一步评估 装置安全保护措施是否有效并进行风险决策的系统方法，是危险与 可操作性分析（HAZOP）技术的延展和深入，是近年来国际上广泛 应用且行之有效的一种安全风险评估与管理技术。
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二、保护层分析（LOPA）应用
（一）保护层分析（LOPA）应用原理
IPL1
IPL2
IPL3
fiI
初始事件频率
PFD1 成功
PFD2 成功
PFD3 成功
fiC
后果频率 安全结果 安全结果 安全结果
注：
箭头宽度代表 后果频率大小， 长度代表后果严重性 IPL—独立保护层 PFD—要求时失效概率
J
fiC fiI PFDij fiI PFDi1 PFDi2 PFDij j 1
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三、LOPA分析步骤
（二）选择事故场景。 LOPA分析一次只能选择一个场景。这个场景可来自其他分析过 程，也可以假设事故场景，无论怎样选择事故场景，需要注意的是 ，这个场景描述的应是单一的“原因/后果对”，也就是说，选择 一个事故场景，拥有一个事故后果，对应一个事故原因。
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三、LOPA分析步骤
一、保护层分析（LOPA）简介
（五）我国关于保护层分析（LOPA）的标准办法 2015年，我国颁布了《保护层分析（LOPA）方法应用导则》 （AQ/T 3054-2015），规定了化工企业采用LOPA方法的技术要求。 2017年，颁布了《保护层分析（LOPA）应用指南》（GB/T328572016），规定了LOPA技术的相关策略和细则。
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三、LOPA分析步骤
（一）识别后果，筛选场景。 因为LOPA通常评估先前危害分析识别出的危险场景或事故场景 ，因此LOPA分析第一个步骤是筛选这些场景。最常见的筛选方法是 基于后果。后果通常在定性危害分析（如HAZOP分析）过程中进行 了识别。接下来分析人员将对后果进行评估（包括后果影响），后 果评估可以只评估泄漏物质和能量的大小，也可以直接表征事故场 景对人员、财产、环境和声誉产生的危害或影响。
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二、保护层分析（LOPA）应用
（二）保护层分析（LOPA）应用阶段 （4）安全仪表系统设计和评估阶段。如果化工过程需要安全 仪表功能，LOPA可以确定所需的安全仪表完整性水平。LOPA还可以 检查安全仪表功能备选方案，包括改进工艺过程或添加其他保护措 施等。 （5）LOPA可用于识别那些保证过程风险在可控范围内的关键 设备Βιβλιοθήκη Baidu这些设备专业称为“安全关键设备”，它们需要特定的测试 、检查和维护，需要操作人员特别关注。 （6）LOPA可用于识别操作人员的关键安全行为和关键安全响 应。这些行为和响应对于装置安全非常重要，能有效控制装置安全 风险，这将有助于在企业开展更有针对性的培训和演练，并使得安 全操作规程更加有效和具可操作性。
（三）识别场景初始事件，确定初始事件发生频率（次数/年） 我们知道，一起事故发生，必然有个开端，这个开端通常是一
件我们不期望发生的事件，这个事件就叫做初始事件。初始事件发 生后，如果所有防护措施都失效（或缺失），初始事件必然会导致 后果的发生。我们需要找到事故场景的初始事件，并确定初始事件 的发生频率。确定初始事件频率时必须考虑场景的背景情况，大多 数公司提供了评估初始事件频率指南，以实现频率确定的一致性。 另外，行业给出了一些通用数据，以供确定初始事件频率时参考。
□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
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一、保护层分析（LOPA）简介
（四）保护层分析（LOPA）的发展历程
□ 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。
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一、保护层分析（LOPA）简介
举例：危险来了！
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一、保护层分析（LOPA）简介
（二）企业中的保护层分析（LOPA）
生产企业的层层保护措施
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一、保护层分析（LOPA）简介
（三）保护层分析（LOPA）的概念
□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
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二、保护层分析（LOPA）应用
（二）保护层分析（LOPA）应用阶段
LOPA在过程生命周期中的使用
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二、保护层分析（LOPA）应用
（二）保护层分析（LOPA）应用阶段 特别是在如下阶段过程中： （1）工艺流程图（PFD图）和管道及仪表流程图（PID图）基 本完成时的设计阶段。LOPA用于更进一步评估其他工艺危害分析方 法（如HAZOP、What-if、检查表等）发现的危险场景或事故场景； LOPA也可对系统的设计进行研究，对各种工艺备选方案进行分类并 且选出最佳的方案。 （2）改进现有工艺、控制系统或安全系统，例如：变更管理 （3）过程危害分析阶段。一些公司的LOPA分析经验表明， LOPA甚至可以发现那些成熟工艺中存在的未被其他分析方法发现的 安全问题。
□ 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。
□ 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。
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三、LOPA分析步骤
（四）识别独立保护层（IPLs），评估每个独立保护层的失效概率
记住LOPA是“保护层分析”的简称。有些事故场景只需要一个 独立保护层，而有些事故场景，可能需要多个独立保护层，或失效 概率非常低的独立保护层，以使事故场景的风险满足风险容忍标准 。因此，识别现有的安全防护措施是否满足独立保护层的要求是 LOPA的核心内容。判断一个安全防护措施是独立保护层需要满足其 独立性、有效性、可审查性等要求，比如对有效性的判断，需要满 足该保护措施在初始事件发生后，能有效阻止事故链的发展，阻断 该场景下最终后果的发生。通常情况下，满足各项条件的本质安全 设计、基本过程控制系统（如DCS控制）、关键报警加操作人员响 应、安全仪表系统、安全阀、爆破片、围堤围堰等都可能是独立保 护层。而定期巡检、培训、定期检维修、测试等都不是独立保护层 。
风险评估技术
--保护层分析（LOPA）
主讲人：岳志贤
11
主要内容
一、保护层分析简介 二、保护层分析应用 三、保护层分析步骤 四、保护层分析总结
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一、保护层分析（LOPA）简介
（一）了解保护层分析（LOPA） 保护层分析，英文全称Layer of Protection Analysis，通常 被简称为LOPA，是在对装置进行了危险识别的基础上，进一步评估 装置安全保护措施是否有效并进行风险决策的系统方法，是危险与 可操作性分析（HAZOP）技术的延展和深入，是近年来国际上广泛 应用且行之有效的一种安全风险评估与管理技术。
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二、保护层分析（LOPA）应用
（一）保护层分析（LOPA）应用原理
IPL1
IPL2
IPL3
fiI
初始事件频率
PFD1 成功
PFD2 成功
PFD3 成功
fiC
后果频率 安全结果 安全结果 安全结果
注：
箭头宽度代表 后果频率大小， 长度代表后果严重性 IPL—独立保护层 PFD—要求时失效概率
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fiC fiI PFDij fiI PFDi1 PFDi2 PFDij j 1
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三、LOPA分析步骤
（二）选择事故场景。 LOPA分析一次只能选择一个场景。这个场景可来自其他分析过 程，也可以假设事故场景，无论怎样选择事故场景，需要注意的是 ，这个场景描述的应是单一的“原因/后果对”，也就是说，选择 一个事故场景，拥有一个事故后果，对应一个事故原因。
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三、LOPA分析步骤