基于Petri网的安全仪表系统的安全完整性等级验证研究

发布时间：2020-11-20 15:53

　　 近年来石化企业呈现出装置大型化、工艺复杂化、原料油高硫化的趋势,企业安全生产的风险随之上升。为了保障企业的连续生产、人员及财产的安全,紧急停车系统、火灾和气体安全系统等以安全保护和抑制减轻灾害为目的的安全仪表系统被设计并运用到生产装置中。而安全仪表系统安全完整性等级的评估成为了企业管理者和安全管理领域学者们关注的重点。本文将安全仪表系统安全完整性等级的判定依据分为结构约束、系统能力以及要求时的失效概率这三部分,并分析了系统能力的影响因素以及失效方式。对于系统硬件安全完整性的计算方法,本文通过对比可靠性框图法、故障树法和Markov模型三种方法的优缺点,引入Petri网模型并参照其建模的直观性和计算方法较为便捷的特点建立硬件安全完整性的等级的验证模型,并通过考虑引入部分功能测试来降低危险失效发生的概率,建立部分测试状况下的Petri网验证模型,通过与原情形的计算结果进行对比得出部分功能测试能有效提高系统的硬件安全完整性等级。选取石油炼化企业中常见的汽油加氢装置为研究对象,使用HAZOP与LOPA相结合的方法对其安全仪表系统进行完整性定级,运用Petri网模型对其安全仪表系统进行安全完整性等级验证研究,根据评估结果提出安全仪表系统的改进、维护建议,为同类装置的安全完整性等级评估提供参考。并设计了简易的安全完整性等级评估软件,该软件能有效提高企业在安全仪表系统的安全完整性的评估效率,并且能保证判定过程的完整性以及结果的准确性。
【学位单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TE65;TP301.1
【部分图文】：

系统性失效模型

如果不满足 SIL 定级分析的要求，则要重新从布局结构、、维护计划等方面对联锁回路进行设定。准中提到 SIL 等级验证的常用方法有简单公式法[38]、可靠性框图及 Markov 模型法。由于简单公式计算较为便捷，且文献中有现成的述。靠性框图法性框图（Reliability Block Diagram，RBD）是一种能够体现系统中系，并将逻辑关系图形化从而进行系统性能分析的技术。图形中对用框图和连线的平面布置来反映。其中部件用框图来表示，各部件线来表示，其逻辑关系的符号为：逻辑“与”表示串联关系，逻辑。可靠性框图用来分析安全仪表系统的安全完整性时，其得出的结状态下使系统成功或者失效的概率[39][40]。

效概率为 GDUDDCEFD treeAnalysis，FTA），是将复分析事件发生的概率[41]。并且可以通过各底时间的相用于安全仪表系统时，能够定量的对系统安全完整性进要分别建立其危险失效模型其他可靠性参数。1oo1 结构
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本文编号：2891647