本文關鍵詞：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)鎖關系的設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)揮安全作用的關鍵,驗證安全儀表系統(tǒng)的安全性就顯得至關重要。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構中是不同的,對共因失效因子進行了修正。其次,針對聯(lián)鎖關系中設備復雜且較多時,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雜困難,本文提出了將貝葉斯網(wǎng)絡推理應用到安全儀表系統(tǒng)安全完整性水平的驗證中。其主要方法是將聯(lián)鎖關系的故障樹轉(zhuǎn)化為貝葉斯網(wǎng)絡,各基本事件發(fā)生的概率作為相應貝葉斯網(wǎng)絡中父節(jié)點的先驗概率,故障樹中各事件的邏輯關系作為貝葉斯網(wǎng)絡中間節(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)絡進行計算得到聯(lián)鎖關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)鎖關系的安全完整性水平進行計算,三種方法的計算結果一致。在此基礎上,對計算結果進行了分析,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