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试议石化装置风险评估和仪表安全功能评估技术

收藏本文 2024-03-02 点赞:12134 浏览:47281 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:石化装置风险评估技术被认为是识别潜在风险的有效手段,危险与可操作性探讨(HAZOP)作为一种有效的定性的石化装置风险评估技术,在判定保护措施是否足够方面仍具有一定缺陷。本论文将HAZOP与保护层浅析(LOPA)结合起来,探讨了一种半定量的HAZOP/LOPA风险评估策略,将二者的优点完美地结合起来。本论文通过工程实例的探讨证实了利用HAZOP/LOPA策略可以实现更有效的风险评估。然而,半定量的策略无法准确的描述复杂的装置和历程的潜在风险,而定量风险评估(QRA)技术可以很好的解决这个不足。本论文倡议将定量风险评估技术作为HAZOP/LOPA策略的补充,建立了“HAZOP/LOPA+QRA”的石化装置风险评估策略。安全仪表系统(SIS)是石化装置中广泛运用用于确保系统安全的装置,其所执行的仪表安全功能(SIF)是保护层模型中阻止失效事件发生的最后一道防线。本论文在IEC61508/61511标准的基础上建立了直观的模型,详细地探讨了利用LOPA策略确定SIF的安全完整性等级(SIL)的历程。同时,本论文还分别探讨了利用可靠性框图(RBD)、事故树浅析法(FTA)、马尔科夫模型进行SIL验证的策略,并通过实例将三者进行了比较,建立了“LOPA+Markov”的SIF评估策略。关键词:风险评估论文危险与可操作性探讨(HAZOP)论文保护层浅析(LOPA)论文定量风险评估(QRA)论文仪表安全功能(SIF)论文安全完整性等级(SIL)论文

    摘要5-7

    ABSTRACT7-21

    第一章 绪论21-33

    1.1 引言21

    1.2 国内外探讨近况21-31

    1.2.1 危险与可操作性探讨(HAZOP)策略22-23

    1.2.2 保护层浅析(LOPA)策略23-25

    1.2.3 定量风险评估(QRA)技术25-27

    1.2.4 仪表安全功能(SIF)的SIL确定技术27

    1.2.5 仪表安全功能(SIF)的SIL验证技术27-31

    1.3 课题的来源及作用31

    1.4 本论文的探讨内容31-33

    第二章 基于 HAZOP/LOPA 的半定量风险评估技术探讨与工程运用33-53

    2.1 风险评估33-36

    2.1.1 风险的概念33

    2.1.2 风险评估概述33

    2.1.3 风险评估的分类33-35

    2.1.4 风险可接受准则——ALARP准则35-36

    2.2 半定量风险评估36-40

    2.2.1 事故后果的确定36-37

    2.2.2 事故可能性的确定37-40

    2.2.3 风险等级确定40

    2.3 HAZOP/LOPA策略论40-45

    2.3.1 危险与可操作性探讨(HAZOP)40-42

    2.3.2 保护层浅析(LOPA)42-44

    2.3.3 HAZOP/LOPA策略44-45

    2.4 HAZOP/LOPA策略的工程运用45-50

    2.5 本章小结50-53

    第三章 定量风险评估技术探讨与工程运用53-77

    3.1 定量风险评估概述53-54

    3.2 可能性定量评估54-60

    3.2.1 容器泄漏频率浅析54-58

    3.2.2 容器泄漏引起事故的频率浅析58-60

    3.3 后果定量评估60-72

    3.3.1 泄漏模型61-63

    3.3.2 扩散模型63-65

    3.3.3 火灾模型65-67

    3.3.4 爆炸模型67-70

    3.3.5 伤害计算70-72

    3.4 利用 Phast 软件进行定量后果模拟72-75

    3.5 本章小结75-77

    第四章 基于 LOPA 的安全完整性等级确定技术探讨77-85

    4.1 仪表安全功能概述(SIF)77-78

    4.2 安全完整性等级(SIL)78-79

    4.3 SIL确定79-84

    4.3.1 可接受的事故频率(TF)确定81

    4.3.2 要求的失效概率(PFD)计算81

    4.3.3 SIL确定81-82

    4.3.4 SIL确定工程实例82-84

    4.4 本章小结84-85

    第五章 安全完整性等级验证技术探讨85-117

    5.1 电子元件的可靠性论述85-88

    5.1.1 指数失效模型85

    5.1.2 失效的分类85-88

    5.2 安全仪表功能的要求的失效概率88

    5.3 可靠性框图(RBD)浅析法88-91

    5.4 事故树浅析法(FTA)91-99

    5.4.1 1oo1结构91-92

    5.4.2 1oo2结构92-93

    5.4.3 2oo2结构93-95

    5.4.4 2oo3结构95-97

    5.4.5 2oo2D结构97-98

    5.4.6 1oo2D结构98-99

    5.5 马尔可夫模型(Markov)计算法99-109

    5.5.1 1oo1结构101-102

    5.5.2 1oo2结构102-103

    5.5.3 2oo2结构103-104

    5.5.4 2oo3结构104-106

    5.5.5 2oo2D结构106-108

    5.5.6 1oo2D结构108-109

    5.6 可靠性数据库109

    5.7 SIL 验证工程实例109-114

    5.7.1 确定各结构的可靠性数据110

    5.7.2 利用RBD法计算各部件的平均失效概率110-111

    5.7.3 利用FTA法计算各部件的平均失效概率111-112

    5.7.4 利用Markov模型计算各部件的平均失效概率112-114

    5.8 SIL验证策略比较114-115

    5.9 利用 SIF 评估工具软件进行评估115

    5.10 本章小结115-117

    第六章 总结与展望117-119

    6.1 本论文的主要工作117-118

    6.1.1 探讨了适合于石化装置风险评估的技术117

    6.1.2 探讨了适合于石化装置仪表安全功能评估的技术117-118

    6.2 后续需要探讨的内容118-119

    6.2.1 本论文的不足之处118

    6.2.2 后续需要探讨的内容118-119

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