本文關(guān)鍵詞：安全儀表系統(tǒng)及其SIL評(píng)估技術(shù)在歧化裝置中的應(yīng)用

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【摘要】：安全儀表系統(tǒng)(Safety Instrumented System,SIS)是石化行業(yè)中非常重要的一套安全保護(hù)裝置,在石化生產(chǎn)過(guò)程中起到了非常重要的作用。安全儀表系統(tǒng)通過(guò)執(zhí)行相應(yīng)的安全功能,可以有效的防止危險(xiǎn)事件的發(fā)生,從而將生產(chǎn)過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的水平。但安全儀表系統(tǒng)的安全保護(hù)并不是絕對(duì)的,其自身的失效也可能導(dǎo)致危險(xiǎn)事件的發(fā)生,從而失去應(yīng)有的安全儀表功能。石化生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)造成危害較大的危險(xiǎn)事件要設(shè)置合理、可靠的安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù),降低風(fēng)險(xiǎn),減小危險(xiǎn)事件對(duì)人身、設(shè)備、環(huán)境造成的傷害。為了保證安全儀表系統(tǒng)的功能安全能夠達(dá)到理想水平,企業(yè)應(yīng)當(dāng)按照IEC61508/IEC61511標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定對(duì)所設(shè)計(jì)的安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估,通過(guò)建模與計(jì)算,驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的安全儀表系統(tǒng)是否能滿足較高的安全完整性水平。 由于以往的定性分析方法主要依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人主觀判斷,評(píng)估結(jié)果存在一定的偏差。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本課題認(rèn)真調(diào)研了上海石化芳烴裝置中歧化單元的安全儀表系統(tǒng)的硬件組成和現(xiàn)場(chǎng)配置,采用定量計(jì)算為主,定性分析為輔的方法進(jìn)行安全儀表系統(tǒng)的功能安全評(píng)估。定性分析層面上以HAZOP分析報(bào)告為依據(jù)找出儀表系統(tǒng)中存在較高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的安全儀表功能回路,利用Markov模型進(jìn)行定量計(jì)算得出安全儀表功能回路的安全完整性水平(Safety Integrity Level,SIL),判斷安全儀表設(shè)置是否符IEC61508/IEC61511標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。對(duì)不符合要求的進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),做到設(shè)備和冗余的合理化配置和科學(xué)維護(hù),在滿足安全完整性水平的同時(shí),節(jié)約成本,帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。另外,本課題在傳統(tǒng)的Markov建模過(guò)程中加入考慮功能測(cè)試的條件提出一類改進(jìn)的建模方法,通過(guò)計(jì)算對(duì)比發(fā)現(xiàn)其計(jì)算結(jié)果相對(duì)精確,能更好地反應(yīng)安全儀表系統(tǒng)的SIL等級(jí)。
【關(guān)鍵詞】：安全儀表系統(tǒng) 安全完整性等級(jí) 功能安全 Markov模型 歧化裝置
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ086.2;TE65
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 引言10
• 1.2 課題背景及意義10-12
• 1.2.1 課題背景10-11
• 1.2.2 課題意義11-12
• 1.3 課題內(nèi)容12
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第2章 SIS與功能安全14-28
• 2.1 安全儀表系統(tǒng)概念14-16
• 2.2 SIS與BPCS16-18
• 2.3 SIS的功能安全18-23
• 2.3.1 安全生命周期18-19
• 2.3.2 安全完整性水平19-20
• 2.3.3 危險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)20-21
• 2.3.4 風(fēng)險(xiǎn)降低與SIL的關(guān)系21-23
• 2.4 安全儀表系統(tǒng)的功能安全設(shè)計(jì)23-25
• 2.4.1 硬件功能安全設(shè)計(jì)23
• 2.4.2 軟件功能安全設(shè)計(jì)23-25
• 2.5 安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則25-26
• 2.5.1 基本原則25
• 2.5.2 邏輯設(shè)計(jì)原則25
• 2.5.3 回路配置原則25-26
• 2.6 安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟26
• 2.7 本章小結(jié)26-28
• 第3章 SIS的SIL評(píng)估技術(shù)28-45
• 3.1 SIL評(píng)估技術(shù)28-29
• 3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)29-31
• 3.2.1 1oo1結(jié)構(gòu)29-30
• 3.2.2 1oo2結(jié)構(gòu)30
• 3.2.3 2oo2結(jié)構(gòu)30-31
• 3.2.4 2oo3結(jié)構(gòu)31
• 3.3 SIL評(píng)估方法31-35
• 3.4 SIL的故障樹計(jì)算方法35-37
• 3.4.1 1oo1結(jié)構(gòu)的PFD故障樹35-36
• 3.4.2 1oo2結(jié)構(gòu)的PFD故障樹36
• 3.4.3 2oo2結(jié)構(gòu)的PFD故障樹36-37
• 3.4.4 2oo3結(jié)構(gòu)的PFD故障樹37
• 3.5 SIL的可靠性框圖計(jì)算方法37-39
• 3.5.1 1oo1結(jié)構(gòu)的可靠性框圖38
• 3.5.2 1oo2結(jié)構(gòu)的可靠性框圖38
• 3.5.3 2oo2結(jié)構(gòu)的可靠性框圖38-39
• 3.5.4 2oo3結(jié)構(gòu)的可靠性框圖39
• 3.6 SIL的Markov建模計(jì)算方法39-44
• 3.6.1 1oo1結(jié)構(gòu)的Markov模型41-42
• 3.6.2 1oo2結(jié)構(gòu)的Markov模型42
• 3.6.3 2oo2結(jié)構(gòu)的Markov模型42-43
• 3.6.4 2oo3結(jié)構(gòu)的Markov模型43-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第4章 歧化裝置的SIS設(shè)置及其SIL評(píng)估45-60
• 4.1 歧化反應(yīng)工藝流程45-47
• 4.2 歧化裝置的SIS配置47-50
• 4.2.1 歧化裝置中的SIS47-48
• 4.2.2 SIS系統(tǒng)硬件組成48-49
• 4.2.3 SIS系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)配置49-50
• 4.3 歧化裝置的功能安全評(píng)估50-54
• 4.3.1 危險(xiǎn)與可操作性分析50-51
• 4.3.2 歧化裝置的HAZOP分析51-54
• 4.4 歧化裝置SIF的SIL評(píng)估54-59
• 4.4.1 SIF1的SIL評(píng)估55-57
• 4.4.2 SIF2的SIL評(píng)估57
• 4.4.3 SIF3的SIL評(píng)估57-58
• 4.4.4 SIL評(píng)估結(jié)論58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第5章 Markov可靠性建模方法的改進(jìn)研究60-69
• 5.1 Markov模型的改進(jìn)60-64
• 5.1.1 1oo1D結(jié)構(gòu)的Markov模型60-62
• 5.1.2 2oo2D結(jié)構(gòu)的Markov模型62-64
• 5.2 改進(jìn)模型的驗(yàn)證64-65
• 5.2.1 1oo1D結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果64
• 5.2.2 2oo2D結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果64
• 5.2.3 計(jì)算結(jié)果分析64-65
• 5.3 改進(jìn)模型在歧化裝置上的應(yīng)用65-68
• 5.3.1 改進(jìn)模型在歧化反應(yīng)器SIF上的應(yīng)用65-67
• 5.3.2 改進(jìn)模型在SIF1上的應(yīng)用67-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-70
• 6.1 總結(jié)69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1040931