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LOPA应用中独立保护层的选取判定原则浅析

LOPA应用中独立保护层的选取判定原则浅析

原创
2020-11-04 14:26:21
技术文章
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保护层分析法LOPA(Layer of Protection Analysis)是一种在定性风险分析的基础上,采用半定量的方法进一步评估保护层有效性,并进行风险决策的方法。

早在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。继而在1993年美国CCPS《化工过程安全自动化指南》一书中建议将LOPA作为确定安全仪表系统功能完整性水平的方法之一,并且在2001年发布的《保护层分析——简化的过程风险评估》中详细讨论了LOPA的基本规则与应用,到2003年在国际电工委员会发布的IEC61551《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》,把LOPA作为确定安全仪表完整性水平的推荐方法之一逐渐推广开来。

现如今,LOPA已经成为确定安全仪表完整性水平十分成熟的一种方法,依据初始原因对应后果的原则展开分析,其核心任务就是识别场景中的独立保护层IPL(Independent Protection Layer),独立保护层的选取和判定需要遵循以下几个原则:

■ 专一性只被设计用来防止或减轻一个潜在的危险事件的后果,由于多种原因都可能导致同一危险事件,因此,多个事件情景都可由一个IPL来启动动作。例如:某储罐超压可以由安全阀保护,但造成超压的事件情景有多种。

■ 独立性IPL应独立于初始事件的发生及其后果;应独立于同一危险场景中的其他独立保护层。比如在日常项目的执行过程中,经常遇到SIS与BPCS共用的状况;此种状况下,需要考虑SIF的完整性等级、标准规范的要求和规定,同时必须符合安全生命周期的所有要求(比如BPCS操作维护对SIS的影响)。如果知道了BPCS和SIS共用元件需要满足的全部要求,通常SIS设计也就不会采用共用方案了。

■ 有效性应能检测到响应的条件;在有效的时间内,应能及时响应;在可用的时间内,应有足够的能力采取所要求的行动;应满足所选择的PFD的要求。比如关键报警及人员响应作为IPL,需要充分考虑人员响应能力及有效响应时间,如果所描述场景的过程安全时间太短,则关键报警及人员响应作为IPL往往是无效的。

■ 可审核性应有可用的信息、文档和程序可查,以说明保护层的设计、检查、维护、测试和运行活动能够使保护层达到独立保护层的要求。比如装置的安全阀定期校验报告、针对相关参数偏离报警的人员应急培训演练档案等。

图1 典型保护层


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