化工公司保护层分析（LOPA）指导书

---PVC工艺的简化P&ID图(增加IPL后)公司名称装置名称时间工艺单元分析组成员图纸号分析节点PVC反应器序号场景后果初始事件使能必要事件/条件条件修正IPL其他保护措施后果发生频率现有风险等级需求的SIL等级或建议的IPL减缓后的后果发生频率减缓后的风险等级备注描述等级描述频率描述概率点火概率人员暴露概率致死概率描述IPL类别PFD描述IPL类别PFD1冷却水失效，反应失控，潜在的反应器超压、泄漏、断裂、受伤和死亡反应失控，潜在的反应器超压、泄漏、断裂、受伤和死亡5冷却水损失1×10-1冷却水损失引起反应失控的反应器条件概率0.5———BPCS回路反应器高温报警，添加抑制剂报警和人员响应1×10-11.紧急冷却系统（蒸气涡轮机）5×10-5高风险反应器增加一个SIF：安装一个在高压时打开的放空阀SIF1×10-2（SIL1）5×10-7低风险1.安全阀作为IPL应满足以下要求：——对于每一个安全阀安装独立的放空管线。——在所有放空阀/安全阀下考虑N2吹扫。2.其它的操作人员行动不独立于已经确认的保护层的同一操作人员。3.紧急冷却系统不能作为IPL，因为其不独立于IE，与冷却水系统有多个公共元件（管线、阀门等）。这些公共元件在引起冷却水失效时，也会导致紧急冷却系统失效。安全阀物理保护1×10-2附件10BYAH-08-IV24.1-27SIL定级方法-矫正的风险图法介绍校正的风险图法开展阶段：校正的风险图定级方法分为三个阶段：准备阶段：分析团队组成、分析资料收集、风险评估准则确定。分析阶段：SIF分析、提出建议措施。报告编制：编制SIL定级报告。分析小组组成校正的风险图分析由一个小组完成。校正的风险图小组成员包括但不限于以下人员：校正的风险图组长或主席工艺工程师（设计方和业主方）仪表工程师设备工程师安全工程师操作人员校正的风险图组长应具备风险评估和HAZOP的分析能力，并接受过专业机构的培训。各专业年限应为5年以上或者客户公司该专业工龄最长的人员。条件满足的前提下，尽量保证以上五专业全部参加，若由于某些原因不能全员参与，则要求以下三个专业必须全程参与：工艺工程师（注：负责工艺部分内容讨论，必须参加）仪表工程师（注：负责解答仪表逻辑结构等问题，必须参加）操作人员（注：负责现场操作部分内容讨论，必须参加）分析所需资料因果图及控制联锁系统说明；设备数据表；带控制点的工艺流程图（P&ID）的电子版和纸版；工艺流程说明；危险物料安全数据表(MSDS)；管道材质一览表；易燃、有毒气体监测布置图；视频监控探头布置图；报警设定值一览表（包括高报、高高报、低报、低低报）；安全泄放数据表；装置变更情况（相关的技改、技措等变更记录和检维修记录）；风险矩阵及可容忍目标频率；装置的HAZOP分析报告；装置的安全评价报告。风险评估准则确定校正的风险图如下，定义财产后果参数为Ca~Cd。人员的校正风险图环境的校正风险图财产的校正风险图校正的风险图分析需要用校正的风险图分析的SIF，应根据不同后果类型（人员、环境、财产）依据不同校正的风险图及其说明进行选择，从而定出SIF的SIL等级。校正的风险图主要以下表的四个参数构成。项目人员依据各参数选择说明选择，对应得出SIL等级。表-1参数说明参数描述危险状况的后果C发生危险事件很可能致的死亡和/或严重伤害的人数，此人数可在考虑危险事件的致命的情况下，通过计算当区域被占用时暴露区中的人数确定。占用率(暴露区域被占用的概率)F在发生危险事件的时段内暴露区被占用的概率，可通过在危险事件的时段内区域被占用的时间分数来确定此概率。还应考虑在发展成危险事件的过程中。为了调查可能存在的异常情况，而使处于暴露区的人员可能增多的可能性（还要考虑是否会改变C参数）避免风险状况的概率P如果要求时仪表安全功能失效，暴露的人员能够避免存在的危险状况的概率。它取决于在发生危险以前向暴露的人员发警报的独立方法以及逃脱的方法。要求率(在所考虑的仪表安全功能不存在的情况下，每年发生危险状况的次数)W在考虑的仪表安全功能不存在的情况下，每年发生危险事件的次数，可通过考虑可能导致危险事件的所有失效并估算总的发生率来确定它，在考虑时还应包含其他保护层。在后果是人员伤害的情况下使用风险图在失效后果包括严重的人员伤害的场合，也可使用风险图方法确定完整性等级要求。表-2给出了通用风险图校正。表-2通用风险图校正风险参数分级备注后果（C）死亡人数通过确定当暴露在危险下的区域被占用时在场的人数并乘以查明的危险的致命性可计算死亡人数。可由要防止的危险的固有特性确定致命性。可使用以下系数；V=0.01易燃或有毒物质少量释放V=0.1易燃或有毒物质大量释放V=0.5如上述，而且着火或者中毒概率很高V=1管道、压力容器破裂或者爆炸Ca轻微伤害已经拟定了用于处理人员伤害或死亡的等级系统。在说明Ca、Cb、Cc、Cd时应考虑意外事故的后果和正常康复。Cb范围0.01~0.1Cc范围＞0.1~1.0Cd范围＞1.0占用率（F）通过确定在正常工作期间，暴露在危险下的区域被占用的时间长度的比值可计算F。注1：如果根据值班情况不同而导致处在危险区的时间有所不同时，应选择最大值。注2：当占用率高于标准值时，在能表明要求率是随机的而且与占用率无关的情况下，才适合使用Fa，高于标准的情况通常是在设备启动时或调查异常期间发生要求的情况。Fa很少到经常暴露在危险区域，人员在事故现场的可能性小于0.1Fb经常到永久暴露在危险区域，人员在事故现场的可能性>=0.1当保护系统不工作时避免危险事件的概率（P）Pa在SIF失效下可能避免危害事件发生，在满足备注4的条件时采用4.只有下列情况都是真实的时候才选择Pa；——提供能警告操作员SIS已经失效的设施；——提供能关闭过程的独立设施，从而可避免危险或使所有人员能逃避到安全区；——从操作员接收到警告到发生危险事件之间的时间应超过1h或确实足以采取必要动作。Pb在不能满足所有的条件时采用，在SIF失效下不可能避免危害事件发生要求率（W）在所考虑的SIF不存在时，每年发生危险事件的次数。为了确定要求率，有必要考虑能导致危险事件的所有失效源。在确定要求率时，允许对控制系统的性能和干预持有一定的信任。如果不按GB/T21109设计和维护控制系统，则能声明的性能将局限于与SIL1相关的低性能范围内。W1W<0.1/年，即少于每10年1次W因数的用途是估计在没有增加SIS时发生危险的频率。如果要求很高，只好用其他的方法或者重新校正的风险图来确定SIL。可参见表6.3W20.1/年<W<1/年，即少于每年1次但多于每10年1次W3W>1/年，即每年至少发生1次表7.3要求率参考数据描述参数W控制回路故障>0.1W2离心泵故障停车0.79W2/W3往复泵故障停车1.1W3离心压缩机故障停车2.1W3往复式压缩机故障停车W3泵密封泄漏（单机械密封）0.1W2泵密封泄漏（双端面机械密封）0.01W1单一设备失电0.1W2公用工程故障0.1W2换热器管程泄漏0.01W1人为失误该操作每年需要4次以上，并且为紧急情况，操作人员在压力环境下进行操作W3该操作每年需要4次以上，操作人员在没有压力环境下进行操作W2该操作每年需要4次以下，并且为紧急情况，操作人员在压力环境下进行操作W2该操作每年需要4次以下，操作人员在没有压力环境下进行操作W1在后果是破坏环境的情况下使用风险图在失效后果包括严重的环境破坏的场合，也可使用风险图方法确定完整性等级要求。所需的完整性等级取决于被释放物质的特性及环境的敏感度。表-4给出了环境方面的后果。上述特定物质规定的释放量与各个过程工厂的位置有关。表-4一般环境后果风险参数等级备注后果（C）Ca会造成轻微破坏的释放，破坏不很严重，但却大到足以达到必须报告给工厂管理部门的要求一个法兰或阀门的中等程度的泄漏小规模的液体溢出不影响地下水的小规模土质污染随着法兰密封垫圈漏气或者压缩容器密封失效，在单元上面形成有害气团可对动植物造成暂时性损伤的气团或烟雾释放，并可能伴随液体滴落液体溢入河流或海洋中可对动植物造成持久伤害的气团或烟雾释放，并可能伴随液体滴落固体沉降(粉尘、催化剂、灰烬、煤灰)影响地下水的液体释放Cb在围墙范围内可造成重大破坏的释放Cc可造成大破坏但能很快清除不会产生重大持久后果的超出围墙的释放Cd可造成大破坏且不能很快清除而会产生重大持久后果的超出围墙的释放以上后果可连同下面所示的表-2风险图的特殊版本一起使用。注意，由于占用率的概念不适用，故此风险图中不使用F参数。但还使用了参数P和W，它们的定义同前面对安全后果所使用的那些定义是一样的。在后果是财产损失的情况下使用风险图对于失效后果包括资产损失的情况，也可使用风险图方法确定完整性等级要求。资产损失是与要求时功能失效相关的总的经济损失。它包括遭受到任何破坏时的重建成本和浪费或耽搁生产的成本。使用一般的成本效益分析可以计算任何损失后果的合理完整性等级。用于环境保护的一个风险图可导出一个类似的用于资产损失的风险图。注意，由于不适用占用率的概念，故不应使用F参数。但继续使用了参数P和W，它们的定义同前而对安全后果所使用的那些定义是一样的。建议措施及反馈SIL定级应尽量提出建议措施以降低SIF的SIL等级，并让客户反馈意见，如遇下列情况应提出建议措施：SIF定出的级别是SIL3，应提出增加其他的独立保护层。SIF定出的级别是SIL1和2，易提出增加其他的独立保护层。在独立保护层审核时发现问题，应提出建议措施整改问题，让独立保护层管用。如果涉及人员伤亡的场景，并且SIL等级高时，可增加限制人员进入或者防爆墙等建议措施。如客户公司无SRS相关内容，应建议客户公司找设计院编制相应的SRS文档。如SIL定级结果中有SIL等级的SIF，建议核实该SIF不是通过DCS完成，而是通过ESD、有等级的PLC、安全型继电器等完成。SIL定级报告SIL定级报告应依据SIL定级报告模板，如遇关于SIF不做的情况，应在报告中说明。SIL定级报告应包括以下内容：场景的信息来源说明；企业的风险标准；场景的风险评估结果；满足风险标准要求采取的行