本發(fā)明涉及一種控制石化裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的方法。
背景技術(shù)：
：在過程工業(yè)領(lǐng)域，特別是石油化工過程中，安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的作用舉足輕重，是重要的保護(hù)層，在生產(chǎn)過程中承擔(dān)著監(jiān)測與安全有關(guān)的狀態(tài)參數(shù)、發(fā)現(xiàn)故障或異常等危險情況時及時采取措施以防止事故發(fā)生等重要的安全儀表功能，目前已廣泛地應(yīng)用于石油、化工等過程工業(yè)領(lǐng)域。因此安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性能直接關(guān)系到各種危險源、成套裝置的安全控制與安全保護(hù)水平，進(jìn)而直接關(guān)系到安全生產(chǎn)水平。設(shè)計一個安全聯(lián)鎖系統(tǒng)時，應(yīng)該使該安全聯(lián)鎖系統(tǒng)具有正確的安全功能。此外，必須考慮安全儀表功能能夠多好的被執(zhí)行，安全完整性等級關(guān)心的就是安全功能能夠多好的得到執(zhí)行。正常情況下，安全聯(lián)鎖系統(tǒng)是靜態(tài)的、被動的，不需要人為干預(yù)。但在危險情況出現(xiàn)時，必須能夠由靜變動，正確完成其安全功能。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計不合理，不但會給人員、環(huán)境帶了巨大的潛在威脅，還會引起裝置非計劃停工。因此，優(yōu)化配置安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，一是可以改善安全聯(lián)鎖系統(tǒng)安全可靠性和可用性，盡量避免“拒動”和“誤動”；二是可以解決“過度聯(lián)鎖”和“聯(lián)鎖不足”的問題。cn201010577606涉及一種安全儀表系統(tǒng)的功能安全評估方法，為對安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行可靠模擬、監(jiān)控以及功能安全評估，并研究安全儀表系統(tǒng)共因失效的變化情況，方法包括：安全儀表系統(tǒng)對受控系統(tǒng)進(jìn)行功能安全控制；對安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行初始風(fēng)險分析，確定安全完整性等級；驗(yàn)證安全儀表系統(tǒng)是否達(dá)到所確定的安全完整性等級；改變安全儀表系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)或組成設(shè)備。設(shè)計師們?yōu)槭b置設(shè)計了安全聯(lián)鎖系統(tǒng)(如液位低低、流量低低、壓力高高等)來保護(hù)裝置的安全，但是由于安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計的不合理，給裝置帶來了潛在的危險及非計劃停工情況。如何合理配置石化裝置的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，綜合考慮其安全可靠性和可用性，在保障裝置安全的前提下，減少誤停車次數(shù)，成為人們越來越關(guān)心的問題。因此，合理、可行的設(shè)置安全聯(lián)鎖系統(tǒng)對于保障裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)置不合理，存在“欠保護(hù)”和“過保護(hù)”的問題，提供一種新的控制石化裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的方法。該方法具有安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)置合理，不存在“欠保護(hù)”和“過保護(hù)”的優(yōu)點(diǎn)。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種控制石化裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的方法，包括安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，所述安全聯(lián)鎖系統(tǒng)由傳感單元、邏輯控制器和最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，所述傳感單元能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按規(guī)律變換成為電信號傳送給邏輯控制器，所述邏輯控制器判斷達(dá)到聯(lián)鎖值時，最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行預(yù)定的動作，使裝置進(jìn)入預(yù)定安全狀態(tài)；利用上述系統(tǒng)控制方案優(yōu)化方法，包括以下步驟：(a)過程危險分析，確定潛在危險或危險事件；(b)風(fēng)險評估，采用保護(hù)層分析方法，得出危險后果和發(fā)生頻率，確定是否需要sif及sif的sil等級；(c)采用故障樹分析方法，結(jié)合專業(yè)分析軟件進(jìn)行安全完整性等級驗(yàn)證計算及誤停車率計算；(d)判斷是否滿足風(fēng)險降低要求，針對欠保護(hù)的情況，提出符合風(fēng)險降低要求的改進(jìn)措施；(e)滿足sil等級要求的前提下，判斷是否過保護(hù)，優(yōu)化冗余結(jié)構(gòu)，降低誤停車率；(f)結(jié)合步驟(d)和步驟(e)，優(yōu)化配置安全儀表功能回路。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，步驟(a)中的過程危險分析方法，具體包括如下步驟：(1)根據(jù)石化裝置的工藝流程圖、管道和儀表圖以及聯(lián)鎖說明，識別與分析各種參數(shù)偏差發(fā)生的原因以及這種偏差所產(chǎn)生的后果；(2)找出現(xiàn)有的安全保護(hù)設(shè)施并提出建議措施，降低風(fēng)險等級；(3)梳理現(xiàn)有的和建議增加的安全儀表功能回路，并列出安全儀表功能清單。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，步驟(b)中的風(fēng)險評估方法是采用保護(hù)層分析技術(shù)，為半定量分析方法，具體包括如下步驟：(1)場景識別與篩選；(2)選擇事故場景；(3)初始事件確定；(4)獨(dú)立保護(hù)層評估；(5)場景頻率計算；(6)風(fēng)險評估與決策；(7)判斷是否需要sif，若不需要sif，則執(zhí)行步驟(8)；若需要sif，則執(zhí)行步驟(9)；(8)判斷是否有更多場景，若有更多場景，則執(zhí)行步驟(10)；(9)確定目標(biāo)sil；(10)進(jìn)入下一個場景，然后執(zhí)行步驟(3)。上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，步驟(c)中的故障樹分析方法，具體包括如下步驟：(1)采用故障樹分析軟件，根據(jù)布爾邏輯用圖表示系統(tǒng)特定故障間的相互關(guān)系，建立從結(jié)果到原因描述故障的有向邏輯圖；(2)輸入各個基本事件的失效數(shù)據(jù)；(3)進(jìn)行安全完整性等級驗(yàn)證計算及誤停車率計算。本發(fā)明公開了一種控制石化裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的方法，屬于過程工業(yè)領(lǐng)域，包括一個控制方法，所述控制方法是進(jìn)行安全聯(lián)鎖系統(tǒng)可靠性評估，由危險與可操作性分析法、保護(hù)層分析方法、故障樹分析方法及誤動率估算技術(shù)組成。采用危險與可操作性分析方法，進(jìn)行安全儀表功能回路辨識；采用保護(hù)層分析方法，確定各個安全儀表功能回路所需的安全完整性等級；采用故障樹分析方法，進(jìn)行安全完整性等級驗(yàn)證計算；采用誤動率估算技術(shù)，進(jìn)行誤停車率計算。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)置不合理，存在“欠保護(hù)”和“過保護(hù)”的問題，具有可靠性高、誤停車率低的優(yōu)點(diǎn)，對于保障裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，取得了較好的技術(shù)效果。附圖說明圖1為本發(fā)明一種控制石化裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的方法。圖2為本發(fā)明所述過程危險分析的流程框圖。圖3為本發(fā)明所述風(fēng)險評估的流程框圖。圖4為本發(fā)明所述根據(jù)故障樹分析方法的流程框圖。下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。具體實(shí)施方式【實(shí)施例1】下面結(jié)合圖1-圖4對本發(fā)明進(jìn)行舉例說明。如圖1所示，一種控制石化裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的方法，包括一個安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，所述安全聯(lián)鎖系統(tǒng)由傳感單元、邏輯控制器和最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，所述傳感單元能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號傳送給邏輯控制器，所述邏輯控制器判斷達(dá)到聯(lián)鎖值時，最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行設(shè)定的動作，使裝置進(jìn)入預(yù)定安全狀態(tài)；利用以上系統(tǒng)的控制方案優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟1：過程危險分析，確定潛在危險或危險事件；步驟2：風(fēng)險評估，采用保護(hù)層分析方法，得出危險后果和發(fā)生頻率，確定是否需要sif及sif的sil等級；步驟3：采用故障樹分析方法，結(jié)合專業(yè)分析軟件進(jìn)行安全完整性等級驗(yàn)證計算及誤停車率計算；步驟4：判斷是否滿足風(fēng)險降低要求，針對欠保護(hù)的情況，提出符合風(fēng)險降低要求的改進(jìn)措施；步驟5：滿足sil等級要求的前提下，判斷是否過保護(hù)，優(yōu)化冗余結(jié)構(gòu)，降低誤停車率；步驟6：結(jié)合步驟4和步驟5，優(yōu)化配置安全儀表功能回路。所述的步驟1中的過程危險分析方法，具體包括如下步驟：步驟1.1：根據(jù)石化裝置的工藝流程圖、管道和儀表圖以及聯(lián)鎖說明，識別與分析各種參數(shù)偏差發(fā)生的原因以及這種偏差所產(chǎn)生的后果；步驟1.2：找出現(xiàn)有的安全保護(hù)設(shè)施并提出建議措施，降低風(fēng)險等級；步驟1.3：梳理現(xiàn)有的和建議增加的安全儀表功能回路，并列出安全儀表功能清單。所述的步驟2中的風(fēng)險評估方法是采用保護(hù)層分析技術(shù)，為半定量分析方法，具體包括如下步驟：步驟2.1：場景識別與篩選；步驟2.2：選擇事故場景；步驟2.3：初始事件確定；步驟2.4：獨(dú)立保護(hù)層評估；步驟2.5：場景頻率計算；步驟2.6：風(fēng)險評估與決策；步驟2.7：判斷是否需要sif；若：不需要sif，則執(zhí)行步驟2.8；若：需要sif，則執(zhí)行步驟2.9；步驟2.8：判斷是否有更多場景；若：有更多場景，則執(zhí)行步驟2.10；步驟2.9：確定目標(biāo)sil；步驟2.10：進(jìn)入下一個場景，然后執(zhí)行步驟2.3；以石化裝置典型設(shè)備——重沸爐為例，對重沸爐所辨識出的安全儀表功能回路的安全功能、觸發(fā)事件或原因以及風(fēng)險狀況等進(jìn)行逐項(xiàng)分析和討論記錄。綜合考慮人員傷亡風(fēng)險、環(huán)境影響風(fēng)險及經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險所需求的安全完整性(sil)等級，選擇其中需求較高的安全完整性等級作為特定安全儀表功能回路需求的安全完整性等級。根據(jù)圖3所示，得到安全完整性等級結(jié)果，如表1所示。表1重沸爐安全聯(lián)鎖系統(tǒng)sil定級結(jié)果所述的步驟3中的故障樹分析方法(如圖4所示)，具體包括如下步驟：步驟3.1：采用故障樹分析軟件，根據(jù)布爾邏輯用圖表示系統(tǒng)特定故障間的相互關(guān)系，建立從結(jié)果到原因描述故障的有向邏輯圖；步驟3.2：輸入各個基本事件的失效數(shù)據(jù)；步驟3.3：進(jìn)行安全完整性等級驗(yàn)證計算及誤停車率計算。所述重沸爐燃料氣總管壓力低低、進(jìn)料流量低低聯(lián)鎖。采用故障樹分析方法，建立數(shù)學(xué)模型，帶入失效數(shù)據(jù)，進(jìn)行安全完整性等級驗(yàn)證計算及誤停車率(str)計算。計算得pfd1＝4.07e-3，滿足sil2等級要求；pfd2＝1.11e-2，不滿足sil等級要求。計算得到f-551的誤停車率為str1＝5.56e-2，即f-551的誤停車率為0.056次/年。以某差壓變送器為例，根據(jù)不同冗余結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果，說明冗余結(jié)構(gòu)對要求失效概率(pfd)和誤停車率(str)的影響，為優(yōu)化安全聯(lián)鎖系統(tǒng)控制提供理論依據(jù)，計算結(jié)果如表2所示。表2某差壓變送器不同冗余結(jié)構(gòu)對比冗余結(jié)構(gòu)pfdstr1oo11.30e-21.39e-21oo21.68e-42.77e-22oo22.58e-21.95e-42oo35.01e-45.78e-4依據(jù)功能安全標(biāo)準(zhǔn)iec61508/61511，對于sif02回路，為了滿足sil等級及結(jié)構(gòu)約束的要求，并具有較低的誤停車率，重沸爐進(jìn)料流量低低聯(lián)鎖采用2oo3結(jié)構(gòu)的傳感器。結(jié)算得到pfd＝4.07e-3，滿足sil2等級要求。調(diào)整誤停車率(str)計算模型的冗余結(jié)構(gòu)，計算得到：str2＝0.052，即f-501的誤停車率為0.051次/年。由此可以看出，按照此方案優(yōu)化配置的聯(lián)鎖回路，具備高可靠性和可用性，對于保障裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行具有重要意義。當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12