安全仪表系统及其SIL评估技术在歧化装置中的应用

发布时间：2017-10-16 05:38

  本文关键词：安全仪表系统及其SIL评估技术在歧化装置中的应用

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【摘要】：安全仪表系统(Safety Instrumented System,SIS)是石化行业中非常重要的一套安全保护装置,在石化生产过程中起到了非常重要的作用。安全仪表系统通过执行相应的安全功能,可以有效的防止危险事件的发生,从而将生产过程的风险降低到可接受的水平。但安全仪表系统的安全保护并不是绝对的,其自身的失效也可能导致危险事件的发生,从而失去应有的安全仪表功能。石化生产过程中对造成危害较大的危险事件要设置合理、可靠的安全仪表系统进行保护,降低风险,减小危险事件对人身、设备、环境造成的伤害。为了保证安全仪表系统的功能安全能够达到理想水平,企业应当按照IEC61508/IEC61511标准的相关规定对所设计的安全仪表系统进行可靠性评估,通过建模与计算,验证所设计的安全仪表系统是否能满足较高的安全完整性水平。 由于以往的定性分析方法主要依据专家经验和个人主观判断,评估结果存在一定的偏差。针对这个问题,本课题认真调研了上海石化芳烃装置中歧化单元的安全仪表系统的硬件组成和现场配置,采用定量计算为主,定性分析为辅的方法进行安全仪表系统的功能安全评估。定性分析层面上以HAZOP分析报告为依据找出仪表系统中存在较高风险点的安全仪表功能回路,利用Markov模型进行定量计算得出安全仪表功能回路的安全完整性水平(Safety Integrity Level,SIL),判断安全仪表设置是否符IEC61508/IEC61511标准的相关规定。对不符合要求的进行优化设计,做到设备和冗余的合理化配置和科学维护,在满足安全完整性水平的同时,节约成本,带来良好的经济效益。另外,本课题在传统的Markov建模过程中加入考虑功能测试的条件提出一类改进的建模方法,通过计算对比发现其计算结果相对精确,能更好地反应安全仪表系统的SIL等级。
【关键词】：安全仪表系统 安全完整性等级 功能安全 Markov模型 歧化装置
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ086.2;TE65
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 引言10
• 1.2 课题背景及意义10-12
• 1.2.1 课题背景10-11
• 1.2.2 课题意义11-12
• 1.3 课题内容12
• 1.4 本文组织结构12-14
• 第2章 SIS与功能安全14-28
• 2.1 安全仪表系统概念14-16
• 2.2 SIS与BPCS16-18
• 2.3 SIS的功能安全18-23
• 2.3.1 安全生命周期18-19
• 2.3.2 安全完整性水平19-20
• 2.3.3 危险与风险20-21
• 2.3.4 风险降低与SIL的关系21-23
• 2.4 安全仪表系统的功能安全设计23-25
• 2.4.1 硬件功能安全设计23
• 2.4.2 软件功能安全设计23-25
• 2.5 安全仪表系统的设计原则25-26
• 2.5.1 基本原则25
• 2.5.2 逻辑设计原则25
• 2.5.3 回路配置原则25-26
• 2.6 安全仪表系统的设计步骤26
• 2.7 本章小结26-28
• 第3章 SIS的SIL评估技术28-45
• 3.1 SIL评估技术28-29
• 3.2 系统结构29-31
• 3.2.1 1oo1结构29-30
• 3.2.2 1oo2结构30
• 3.2.3 2oo2结构30-31
• 3.2.4 2oo3结构31
• 3.3 SIL评估方法31-35
• 3.4 SIL的故障树计算方法35-37
• 3.4.1 1oo1结构的PFD故障树35-36
• 3.4.2 1oo2结构的PFD故障树36
• 3.4.3 2oo2结构的PFD故障树36-37
• 3.4.4 2oo3结构的PFD故障树37
• 3.5 SIL的可靠性框图计算方法37-39
• 3.5.1 1oo1结构的可靠性框图38
• 3.5.2 1oo2结构的可靠性框图38
• 3.5.3 2oo2结构的可靠性框图38-39
• 3.5.4 2oo3结构的可靠性框图39
• 3.6 SIL的Markov建模计算方法39-44
• 3.6.1 1oo1结构的Markov模型41-42
• 3.6.2 1oo2结构的Markov模型42
• 3.6.3 2oo2结构的Markov模型42-43
• 3.6.4 2oo3结构的Markov模型43-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第4章 歧化装置的SIS设置及其SIL评估45-60
• 4.1 歧化反应工艺流程45-47
• 4.2 歧化装置的SIS配置47-50
• 4.2.1 歧化装置中的SIS47-48
• 4.2.2 SIS系统硬件组成48-49
• 4.2.3 SIS系统现场配置49-50
• 4.3 歧化装置的功能安全评估50-54
• 4.3.1 危险与可操作性分析50-51
• 4.3.2 歧化装置的HAZOP分析51-54
• 4.4 歧化装置SIF的SIL评估54-59
• 4.4.1 SIF1的SIL评估55-57
• 4.4.2 SIF2的SIL评估57
• 4.4.3 SIF3的SIL评估57-58
• 4.4.4 SIL评估结论58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第5章 Markov可靠性建模方法的改进研究60-69
• 5.1 Markov模型的改进60-64
• 5.1.1 1oo1D结构的Markov模型60-62
• 5.1.2 2oo2D结构的Markov模型62-64
• 5.2 改进模型的验证64-65
• 5.2.1 1oo1D结构的计算结果64
• 5.2.2 2oo2D结构的计算结果64
• 5.2.3 计算结果分析64-65
• 5.3 改进模型在歧化装置上的应用65-68
• 5.3.1 改进模型在歧化反应器SIF上的应用65-67
• 5.3.2 改进模型在SIF1上的应用67-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第6章 总结与展望69-70
• 6.1 总结69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 作者在攻读硕士期间发表的论文75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1040931