LOPA&SIL定级介绍及常见问题浅析2018(张作本)

1-1LOPA&SIL定级介绍及常见问题浅析2018.06张作本1-2课程内容SIL定级的方法介绍•矩阵法-定性•风险图法-半定性•保护层分析法-半定量LOPA的优势和使用范围LOPA&SIL分析的准备事项和实施LOPA&SIL定级分析难点1-3SIL定级方法1-4目前的SIL选择有三种方法：1.矩阵法-定性2.风险图法-半定性3.保护层分析法-半定量SIL选择三种方法1-51.确定SIF，以及保护的场景(包括原因，独立保护层，后果）2.确定风险矩阵3.风险矩阵，明确可接受风险等级4.确定初始风险5.确定具有独立保护层后的风险6.确定SIL等级SIL定级-矩阵法1-6风险矩阵解读1-71.在考虑人员伤害时，没有考虑到当物料泄漏时，人员是否出现在现场的概率2.也没有考虑到，物料泄漏后，后果是否能被纠正的可能性（例如各种探头、消防、人员防护等）3.为了纠正矩阵法的弊端，引入了物料泄漏后的后果纠正的方法，就叫做风险图法矩阵法的弊端1-8•人员出现在风险区的修正因子F,有2个选择，经常或不经常，按照IEC61511附件E的做法，用FA代表不经常，FB代表经常（以10%的工作时间计算）•物料泄漏以后的后果修正因子P,有2个选择，可能避免与不太可能避免，PA代表很可能避免，PB代表不太可能避免•对于SIF的要求频率，在考虑其他IPL的情况下，用W来修正，W1，W2，W3，解释见IEC61511附录D.2风险图的几个纠正参数的解释1-9•确定联锁，筛选出SIF，以及保护的场景•确定保护场景的后果类型，以及后果等级（CA,CB,CC,CD)•假如有人员伤害，确定人员出现在危险区域的概率FA，FB，以及接触危险物料后，后果出现的概率，PA与PB，在考虑初始事件，不考虑SIF,但考虑其他保护层存在的情况下，确定事故场景对SIF要求频率W1，W2，W3•对于财产损失，环境污染的场景，除了人员出现在危险区域的频率以外，其他的后果概率，以及对SIF的要求频率一样要考虑风险图法-SIL等级确定1-10风险图介绍-人员伤害1-11风险图介绍-非人员伤害1-121.评估SIL需求时，风险图表是一种非常有用但较粗的工具。（一种方法，使用了5个参数——C、F、P、W、SIL，每一个的值都有一个数量级的范围，将不可避免地产生较大的偏差。）2.必须在一个保守的基准上进行标准化，以免低估了未防护的风险以及风险消除量/保护需求度而带来的危险。3.更高的SIL需求将导致企业成本增加。这时就需要一种更优良的SIL定级分析方法—LOPA保护层分析法。风险图法的弊端1-13保护层分析总体介绍LayerofProtectionAnalysisOverview1-14WhatisLayerofProtectionAnalysis什么是保护层分析LayerofProtectionAnalysis保护层分析保护层分析（LOPA）是在HAZOP分析的基础上，进一步评估保护层的有效性，并进行风险决策的系统方法。1-15ScopeofLOPAapplicationLOPA应用范围a)事故场景后果严重，需要确定后果的发生频率；b)确定事故场景的风险等级以及事故场景中各种保护层降低的风险水平；c）确定安全仪表功能（SIF）的安全完整性等级（SIL）；d）确定过程中的安全关键设备或安全关键活动等。1-16StrengthofLayerofProtectionAnalysis保护层分析的优势保护层分析（LOPA）是基于事故场景的一种半定量分析方法。分析更具针对性。--方便快捷的半定量方法保护层分析（LOPA）可以确定工艺过程是否有足够的保护层，风险是否可以满足企业的风险标准。--更好的风险决策方法保护层分析（LOPA）可以确定安全仪表系统的SIL等级。1-17StrengthofLayerofProtectionAnalysis保护层分析的优势对装置保护措施的一次系统梳理，为每个独立保护层提供了更清楚的功能要求；可以辨识出一些需要额外保护措施的场景；LOPA的分析结果可以帮助组织决定操作、维护以及相关培训的重点放在哪些防护措施上；1-18LimitofLayerofProtectionAnalysisLOPA的局限性a）LOPA不是识别危险场景的工具，LOPA的正确执行取决于定性危险评价方法所得出的危险场景，包括初始原因和相关的安全措施是否完全和正确；b）LOPA的意图不是取代详细的定量分析（QRA），QRA可以用于更复杂的少数危险场景分析；1-19DevelopmentofLayerofProtectionAnalysis保护层分析方法的发展20世纪80年代末：美国化学品制造商协会出版了《责任关怀——过程安全管理实施准则》，书中建议将“足够的保护层”作为有效的过程安全管理系统的一个组成部分。1993年：美国CCPS《化工过程安全自动化指南》，书中建议将LOPA作为确定安全仪表功能完整性水平的方法之一。1-20DevelopmentofLayerofProtectionAnalysis保护层分析方法的发展2001年：CCPS发布了《保护层分析——简化的过程风险评估》，书中详细地讨论了LOPA的基本规则和应用。2003年：国际电工委员会（IEC）发布了IEC61511：《FUNCTIONALSAFETY–SAFETYINSTRUMENTEDSYSTEMSFORTHEPROCESSINDUSTRYSECTOR过程工业领域安全仪表系统的功能安全》，将LOPA技术作为确定安全仪表系统完整性水平的推荐方法之一。1-21DevelopmentofLayerofProtectionAnalysis保护层分析方法的发展2015年：保护层分析(LOPA)方法应用导则(AQ/T3054-2015)。1-22DevelopmentofLayerofProtectionAnalysis保护层分析方法的发展LOPA分析标准规范解读（AQ/T3054-2015）保护层分析（Layerofprotectionanalysis，简称LOPA）是在定性危害分析的基础上，进一步评估保护层的有效性，并进行风险决策的系统方法，其主要目的是确定是否有足够的保护层使过程风险满足企业的风险可接受标准。LOPA是一种半定量的风险评估技术，通常使用初始事件频率、后果严重程度和独立保护层（IPL）失效频率的数量级大小来近似表征场景的风险。1-23LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施1-24LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施在使用LOPA前，企业应确定：a）后果度量形式及后果分级方法；b）初始事件频率的确定方法；c）独立保护层要求时失效概率（PFD）的确定方法；d）风险度量形式和风险可接受标准；e）分析结果与建议的审查及后续跟踪管理机制。1-25LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施LOPA小组成员可包括但不限于以下人员：a）组长；b）记录员；b）操作人员；c）工艺人员；d）仪表工程师；e）安全工程师。1-26LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施LOPA小组成员根据需要，可要求以下人员参加LOPA：a）工艺设计、工艺包供应商人员；b）设备工程师；c）公用工程工程师；d）管道/机械/电气/催化剂专家；e）其他专业工程师。如果LOPA是基于HAZOP分析的结果，LOPA小组人员组成宜包括HAZOP分析小组成员。1-27LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施在使用LOPA前，企业应确定：a）后果度量形式及后果分级方法；b）初始事件频率的确定方法；c）独立保护层要求时失效概率（PFD）的确定方法；d）风险度量形式和风险可接受标准；e）分析结果与建议的审查及后续跟踪管理机制。1-28LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施保护层分析的基本流程：1）场景识别与筛选。LOPA通常评估先前危害分析研究中识别的场景。分析人员对这些场景后果的严重性进行评估，并根据后果严重性评估结果对场景进行筛选；2）选择事故场景。LOPA一次只能选择一个场景，场景应是单一的“原因/后果对”；3）确定场景IE。IE包括外部事件、设备故障和人员行为失效；4）IPL评估。评估现有的防护措施是否满足IPL的要求是LOPA的核心内容；1-29LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施保护层分析的基本流程：5）场景频率计算。将后果、IE频率和IPL的PFD等相关数据进行计算，确定场景风险；6）评估风险，作出决策。根据风险评估结果，确定是否采取相应措施降低风险；7）后续跟踪和审查。LOPA分析完成后，对提出降低风险措施的落实情况应进行跟踪。应对LOPA的程序和分析结果进行审查。1-30LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施场景识别与筛选选择事故场景IE确定IPL评估场景频率计算风险评估与决策风险可接受？考虑风险降低措施更多场景？下一个场景后续跟踪和审查否是否是保护层分析的基本流程1-31LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施LOPA记录表（竖表）场景编号：设备编号：场景名称：时间：描述概率频率（/a）后果描述/等级风险容忍标准（等级/频率）IE（频率）使能事件或条件条件修正（如果适用）点火概率人在影响区域的概率致死概率其他减缓前的后果频率IPL防护措施（非IPL）所有IPLs的总PFD减缓后的后果频率是否满足风险容忍标准？（是/否）满足风险容忍标准需要采取的行动：备注：参考资料（相关的早期危害审查、PFD、P&ID等）：LOPA分析小组人员：1-32LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施LOPA记录表（横表）场景编号：设备编号：场景名称：LOPA分析小组人员：时间：参考资料：场景定义减缓前后果频率IPL其他防护措施所有IPL总PFD减缓后的后果频率是否满足风险容忍标准满足风险容忍标准所要采取的行动备注后果描述风险容忍标准IE使能事件或条件条件修正点火概率人在影响区的概率致死概率其他概率/频率（/a）1-33LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施LOPA文档1.文档应完整、准确地记录场景评估过程中获得的信息。应记录的信息包括：a）风险标准；b）后果的详细描述；c）IE、使能事件或条件及频率修正；d）场景中所有的保护层及IPL；e）风险评估结果及降低风险的行动；f）分析中使用的文件资料；g）分析成员；h）其他。10.2LOPA分析结束时，应生成LOPA报告。LOPA报告应包括以下内容：a)场景的信息来源说明；b)企业的风险标准；c)IE发生频率和IPL的PFD；d)场景中IPL和非IPL的评估结果；e)场景的风险评估结果；f)满足风险标准要求采取的行动及后续跟踪；g)如果有必要，对需要采取不同技术进行深入研究的问题提出建议；h)对分析期间所发现的不确定情况及不确定数据的处理；i）分析小组使用的所有图纸、说明书、数据表和危险分析报告等的清单（包括引用的版本号）；j）参加分析的小组成员名单。10.3LOPA报告应经小组成员签字确认。若LOPA小组不能达成一致意见，应记录原因。11LOPA后续跟踪及审查11.1应对LOPA分析结果的执行情况进行后续跟踪，对LOPA提出的降低风险行动的实施情况进行落实。11.2LOPA的程序和分析结果可接受相关的审查。1-34LOPApreparingandimplementing保护层分析法准备与实施LOPA文档2.LOPA分析结束时，应生成LOPA报告，内容应包括:a)场景的信息来源说明；b)企业的风险标准；c)IE发生频率和IPL的PFD；d)场景中IPL和非IPL的评估结果；e)场景的风险评估结果；f