天然气净化厂安全完整性等级（SIL）分析与技术研究

发布时间：2017-04-30 23:04

  本文关键词：天然气净化厂安全完整性等级（SIL）分析与技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：论文以天然气净化厂为研究背景,针对研究对象安全仪表系统,开展安全完整性等级(SIL)分析与技术研究。根据天然气净化厂的生产工艺特性其作为石化行业的重要枢纽,整个生产工艺流程具有压力高、温度高、易发生火灾爆炸等事故并伴有化学性毒物,易导致人员中毒窒息。因此,为避免或降低事故的发生,使生产工艺中各参数处于可控范围内,厂区应配置相应的安全仪表系统,并且能够达到设备安全生产所要求的保护功能。为此,本文对天然气净化厂的安全仪表系统进行安全完整性等级分析与技术研究,从而判定厂区安全仪表系统所要求的安全完整性等级,并分析其功能是否满足现有安全生产的需求,为净化厂安全稳定生产,设备可靠运行提供保障。本文以天然气净化厂安全仪表系统功能失效后产生的后果和风险作为主要判定依据,将安全仪表功能划分为不同的安全完整性等级。通过分析天然气净化厂安全仪表系统的功能安全特性,确定SIL定级和SIL验证方法及工程应用;开发适用于天然气净化厂安全仪表系统的SIL验证计算软件,并结合厂区生产工艺特性针对研究对象安全仪表系统提出改进措施。其中,主要研究内容包括:(1)天然气净化厂安全仪表系统功能特性研究根据厂区工艺特性,将紧急停车系统作为主要研究对象并确定受控设备共计9处。(2)SIL定级技术研究利用修正的风险图表法对安全仪表系统进行情景辨识,确定SIL1级6处,SIL2级2处。运用定量风险评价法对不同事故后果进行风险模拟,为SIL定级提供技术支持。(3)SIL验证技术研究建立1oo1和1oo2冗余结构的RBD验证模型。通过计算,验证SIL1级共8处。(4)验证软件开发利用BorlandC++builder6.0计算机软件开发工具,开发适用于天然气净化厂的安全完整性等级验证软件。经计算,其数值计算结果与IEC61511计算结果相同。(5)安全性分析与改进针对硫磺回收单元2处无法满足定级要求节点,将其冗余配置改进为1oo2并缩短企业测试周期以满足所需要求。
【关键词】：天然气净化厂 安全完整性等级 安全仪表系统 安全性分析
【学位授予单位】：重庆科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE687
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 论文研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 研究内容与目标13-14
• 1.3.1 主要研究内容13-14
• 1.3.2 研究目标14
• 1.4 论文创新点14
• 1.5 论文结构及研究技术路线14-16
• 1.5.1 论文结构14-15
• 1.5.2 研究技术路线15-16
• 2 安全仪表系统（SIS）的功能安全特性研究16-23
• 2.1 安全仪表系统（SIS）16-19
• 2.1.1 安全仪表系统的构成16-17
• 2.1.2 安全仪表系统与基本过程控制系统17
• 2.1.3 安全仪表系统的功能安全17-19
• 2.2 安全完整性等级（SIL）19-20
• 2.3 紧急停车系统（ESD）20
• 2.4 天然气净化厂安全仪表系统20-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 天然气净化厂安全完整性等级（SIL）定级技术研究23-40
• 3.1 SIL定级方法23-29
• 3.1.1 SIL定级流程23-25
• 3.1.2 SIL判定内容25-26
• 3.1.3 修正的风险图表26-29
• 3.2 风险模拟29-36
• 3.2.1 个人风险29-30
• 3.2.2 社会风险30-31
• 3.2.3 定量模拟31-36
• 3.3 天然气净化厂SIL定级技术应用36-37
• 3.3.1 确定EUC37
• 3.3.2 确定SIL等级37
• 3.4 本章小结37-40
• 4 天然气净化厂安全完整性等级（SIL）验证技术研究40-56
• 4.1 SIL验证方法40-44
• 4.1.1 SIL验证流程40-42
• 4.1.2 可靠性框图42-44
• 4.2 天然气净化厂SIL验证技术应用44-47
• 4.2.1 确定冗余结构44-45
• 4.2.2 SIL验证结果45-47
• 4.3 SIL验证软件开发47-55
• 4.3.1 软件应用流程48-50
• 4.3.2 软件功能介绍50-52
• 4.3.3 软件验证示例52-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 安全仪表系统(SIS)的安全性分析与改进技术研究56-60
• 5.1 安全技术对策措施56-58
• 5.1.1 改进冗余配置57-58
• 5.1.2 缩短企业测试周期58
• 5.2 安全管理对策措施58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 6 结论与展望60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 附录A：SIS各元件安全生命周期参数67-69
• 附录B：SIL验证软件主要程序代码69-71
• 作者在攻读学位期间发表的论著及取得的科研成果71

【参考文献】

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本文编号：337741