保护层分析_LOPA_在炼化生产中的应用

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1、安全、健康和风险评价环境编辑王广亮保护层分析（LOPA）在炼化生产中的应用管杰廖海燕（新疆独山子石化工程建设指挥部HSE部，新疆独山子833600）摘要：介绍了目前国际通行的可以有效评估过程危1.2独立保护层险的保护层分析方法，结合其在炼化生产中某装置的具体保护层，就是保护措施，可以是一台设备、一个系统或运用，来说明保护层分析方法的作用。一系列对应的行动，作用是预防或减轻不希望的后果。这关键词：保护层分析；炼化生产；风险评价些保护层有些可以独立完成其保护功能；有些需同其它措施共同作用后对风险起到消减作用，单独分开时则作用减炼化工艺过程具有固有的危险

2、性，为控制其风险，需弱，甚至不起作用。要各种保护措施来消减风险，如基础工艺控制系统独立保护层，是安全分析专家们对保护层中可以不受（BPCS）、安全仪表系统、泄放阀、围堰等。对于这些保护措干涉，独立起到保护作用的措施的一种特定称谓，并赋予施的效用，在评估时会产生很多争议。最终的风险控制决特定而严格的标准与要求，以此区分各种保护措施，从而策由于存在太多人为因素失去了客观性，在这种状况下，能充分且适当地对风险做出评估，根据IEC-61511标准，保护层分析（LOPA）应运而生。它是一种客观、半定量、以独立保护层必须满足4方面要求。风险为基础的分析方法。这

3、种方法能够减少人为因素的影a)专一性。独立保护层是针对特定的后果或危险事件响，为决策提供依据，并易于理解。而设计。b)独立性。独立保护层的效果不依赖于其他保护层，1保护层分析（LOPA）在结构上完全独立。1.1保护层分析（LOPA）的概念c)可靠性。独立保护层必须能有效地依照设计的功保护层分析是一种简化的风险评估方法。通过对现有能运行并防止危害事件的发生，其可靠性应大于90%，保护措施的可靠性进行一个量化的评估，确定其消除或降即其在单位时间内的故障率（PFDavg）数值应该低于低风险的能力。1×10-1。在IEC-61511标准中，对LOPA的应用

4、举了一个例d)可审核性。为了确保保护层的可靠性能够维持在设子，来说明如何运用保护层分析计算消减的风险，并确定计时的水平，需要对保护层的各组件进行定期地维护和校所需安全仪表功能的等级。具体的过程如图1所示。验。收稿日期：2009-11-14经过IPL2初始事件后的频率最终频率作者简介：管杰，助理工程师，1993年毕业于兰州化工学通过IPL1后初始事件后果频率消减的频率校石油化工专业，目前就职于新疆独山子石化工程项目部HSE部及独山子石化公司安全环保技术中心，主要以IPL1IPL2IPL3HAZOP，FMEA，FTA，LOPA等安全技术为依托从事过程图

5、1保护层分析过程示意安全分析评价工作。362010年第10卷第1期管杰,等.保护层分析（LOPA）在炼化生产中的应用风险评价图2表明了IEC-61508及IEC-61511中保护层分析的2保护层分析在生产中的应用类型。表1例举了一些保护层的单位时间内的允许故障率。下面以某装置工艺变更进行的保护层分析，来说明保护层分析是如何区分各独立保护措施的作用，以及对风险进行评估的。2.1装置局部（蒸汽发生部分）流程描述图3是装置局部（蒸汽发生部分）的流程图，图中红色线表示变更后增加的内容。主要工艺过程为：高温物料通过E112换热器降温后，其回收的热量被用来产生

6、蒸汽。E112的出口温度通过TIC119/PIC150来加以控制（串级控制）。同时设计DCS液位控制回路LIC115，以及防止锅炉液位为零时发生干锅导致爆炸事故的低低液位联锁LSLL116。装置对此液位联锁进行了变更，将液位控制回路LIC115的传感检测引入到联锁传感系统中。图2保护层分析类型表1一些保护层单位时间内的允许故障率PFDavg保护层名称单位时间内的故障率基础工艺控制系统（BPCS）1×10-1～1×10-2安全阀或泄压阀1×10-1～1×10-3仪表联锁系统1×10-1～1×10-3围堰1×10-1～1×10-3可燃气检测或火焰检测及

7、1×10-1～1×10-2图3变更前后工艺流程2.2汽包发生干锅爆炸的保护层分析（LOPA）相应的人员响应工艺报警和在规程上规定1×10-1～1×10-2通常保护层分析是在装置危害识别的基础上进行，如装置HAZOP分析，本次分析就是在蒸汽发生部位HAZOP的人员响应分析基础上展开的，如表2。表2蒸汽发生部位HAZOP分析（部分）风险偏差原因后果保护措施建议备注严重度可能性风险等级低温PIC150压力突然下降，造成①控制回路LIC115及报警42III控制回D112内大量蒸汽突然损②流量显示及报警路故障失，导致D112内液位下③联锁LALL116及报

8、警断开降，直至发生干锅，若再④温度低报警次补充锅炉给水时会发⑤PV150有手轮生爆炸⑥操作规程根据保护层分析的定义，分析时