本文關(guān)鍵詞：基于SIL的天然氣脫水裝置安全儀表系統(tǒng)的研究

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【摘要】：天然氣脫水是天然氣凈化環(huán)節(jié)中重要的一環(huán),它直接影響到后續(xù)生產(chǎn)過程的安全和外輸成品氣的品質(zhì)。在生產(chǎn)過程中常用安全儀表系統(tǒng)(SIS)可以為過程控制提供一層安全可靠的保護層,大大降低脫水裝置發(fā)生危險故障的概率。而聯(lián)鎖關(guān)系的設(shè)置能否正確實施保護、能否有效起到保護作用是SIS系統(tǒng)能否有效發(fā)揮安全作用的關(guān)鍵,驗證安全儀表系統(tǒng)的安全性就顯得至關(guān)重要。目前,石油化工行業(yè)多用可靠性框圖、故障樹和馬爾可夫模型對安全完整性水平進行計算驗證。本文以評估安全儀表系統(tǒng)的安全完整性水平為出發(fā)點,首先對安全儀表系統(tǒng)的失效模式、可靠性指標等進行了分析,認為共因失效造成的影響在不同冗余結(jié)構(gòu)中是不同的,對共因失效因子進行了修正。其次,針對聯(lián)鎖關(guān)系中設(shè)備復(fù)雜且較多時,運用馬爾可夫模型和故障樹方法計算安全完整性水平等級過于復(fù)雜困難,本文提出了將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理應(yīng)用到安全儀表系統(tǒng)安全完整性水平的驗證中。其主要方法是將聯(lián)鎖關(guān)系的故障樹轉(zhuǎn)化為貝葉斯網(wǎng)絡(luò),各基本事件發(fā)生的概率作為相應(yīng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中父節(jié)點的先驗概率,故障樹中各事件的邏輯關(guān)系作為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點和葉節(jié)點的條件概率,運用聯(lián)合樹法對貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進行計算得到聯(lián)鎖關(guān)系的安全完整性水平。并且對于馬爾可夫模型忽略參數(shù)不確定性的問題運用D-S證據(jù)理論和馬爾可夫模型相結(jié)合對安全完整性水平進行計算。本文脫水裝置的主要聯(lián)鎖關(guān)系包括脫水塔液位、閃蒸罐液位、凈化分液罐液位和脫水塔入口流量四個點的控制,分別運用馬爾可夫模型、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)和基于D-S證據(jù)理論的馬爾可夫模型對這四個聯(lián)鎖關(guān)系的安全完整性水平進行計算,三種方法的計算結(jié)果一致。在此基礎(chǔ)上,對計算結(jié)果進行了分析,并將這三種方法進行了比較,證明了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)和基于D-S證據(jù)理論的馬爾可夫模型計算安全完整性水平的優(yōu)勢。
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE967;TP18

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本文編號：1221555