间歇过程人因对SIL评估影响方法研究及应用

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:njcxm
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相较于连续生产工艺,间歇生产过程的动态性、多样性、不确定性及人员依赖性等特点,使得间歇过程操作和控制难度增加,系统所面临的风险随之增加。只依赖DCS等设备来完成安全保护联锁的方法已经不能满足工艺要求,故安全仪表系统(Safety Instrumented System,SIS)对于间歇装置具有重要意义。IEC61508/IEC61511等标准针对连续工艺装置提出了安全仪表系统(Safety Instrument System,SIS)安全完整性等级(Safety Integrity Level,SIL)评估方法,但对于间歇装置涉及人员干预的安全仪表系统评估研究较少,暂未建立一套系统化评估模型,同时在实际应用中仍存在人因可靠性对安全仪表系统可靠性影响的准确量化、人因影响下安全仪表系统完整性是否满足需求以及如何进行系统可靠性优化等问题。本文针对间歇过程中受人员干预的典型安全仪表系统设置及运行现状,基于IEC61508/IEC 61511对安全仪表系统提出的要求,同时结合传统评估模型,建立了适用于间歇装置人因影响下的安全仪表系统可靠性评估模型。其中对于人因影响下安全仪表系统SIL定级采用Petro-HRA结合HAZOP及LOPA方法;在进行SIL验证时,为解决贫数据对安全仪表系统验证影响问题,采用蒙特卡罗分析(Monte Carlo Analysis,MCA)仿真结合马尔可夫(Markov)法进行SIL验证,同时利用方差贡献分析法(Variance Contribution Analysis,VCA)结合Markov法验证安全仪表系统SIL,确定影响系统可靠性的关键因素及其影响水平,为SIL等级优化提升奠定基础;在进行SIL定级及验证基础上,针对未达到SIL需求的SIS进行优化研究,包括冗余结构优化分析(同型、异型结构)、测试策略优化分析(周期功能测试、部分行程测试)及人因可靠性优化策略。最后,以IEC 61508/IEC 61511及本文建立的模型为基础,利用MATLAB GUI开发人因可靠性SIL评估功能软件,将所建立的模型及开发的功能软件应用在间歇装置实际中,实现高效地评估,并为工程实践提供针对性的技术管理指导。
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