SIL定级分析方法说明
- 格式：doc
- 大小：95.50 KB
- 文档页数：5
.
.. 1 SIL 定级分析方法
1.1 SIL 定义
IEC 61511（参考文献[i]）中对安全完整性等级（SIL）的定义是指在一定时间、一定条件下，安
全相关系统执行其所定义的安全功能的可靠性。
安全完整性等级（SIL）由两部分组成：
• 硬件安全完整性等级，这部分的安全完整性与随机硬件危险失效有关，主要体现在安全仪 表功能的运行过程中，与部件的功能退化及老化等有关；
• 系统安全完整性等级，这部分的安全完整性与系统的危险失效有关，主要与系统设计、制 造流程、变更改造、操作规划以及文档记录等有关。
安全完整性等级（SIL）是一种离散的等级，用于规定分配给安全仪表系统中安全功能回路在 需求时的失效概率。SIL 等级的说明参见表 1.1。
表 1.1 – 安全完整性等级（SIL）划分
安全完整性等级 需求时的失效概率（PFD） 目标风险降低系数
SIL 1 0.01~0.1 10~100
SIL 2 0.001~0.01 100~1000
SIL 3 0.0001~0.001 1000~10000
SIL 4 0.00001~0.0001 10000~100000
1.2 SIL 定级分析方法
应用风险评价矩阵和保护层分析（LOPA）方法，基于 IEC 61508/61511 标准来评价
装置现有的安全功能回路所需的安全完整性等级（SIL）。
SIL 定级分析采取会议的形式，利用头脑风暴的方法进行。结合相应的工艺流程设计、联锁设 置和 HAZOP 分析结果，来识别、分析装置中各联锁是否承担安全功能，是否属于安全仪表功能
（SIF）回路。对于所识别出来的安全仪表功能回路，则进一步分析对此安全功能产生要求的因素
有哪些，其要求频率是什么。综合考虑和分析所需保护设备或系统中已有的各类保护措施，并讨论 其降低风险的有效性；依据残余风险的水平和公司风险可接受水平的高低来判定所需安全仪表功能 回路的完整性等级。。
这些风险包括人员伤亡、环境破坏以及直接和间接经济损失。确定SIL 的目的是通过应用可靠 的安全仪表系统来降低危害事件的风险，从而把系统的风险降低到可接受水平。 .
.. 该研究方法的特点是：
• 保护层分析（LOPA）：用于分析工艺流程中所保护对象可能发生的危害事件偏离情形，以 及导致危害事件产生的原因、后果和各种保护措施等；
• 风险等级矩阵：利用风险等级矩阵来确定各个安全仪表功能（SIF）回路所需求的安全完整 性等级（SIL）。本次所用的 LOPA 定级矩阵如表 1.2 所示。
表 1.2 - LOPA-SIL 分析方法矩阵
公司 SIL 定级风险矩阵
频
率
等
级 > 1 F SIL0 SIL1(安全)
SILa(环境、
财产) SIL2(安全)
SIL1(环境、
财产) 3 4
10-1~1 E SIL0 a 1 2 3
10-2~10-1 D SIL0 SIL0 a 1 2
10-3~10-2 C SIL0 SIL0 SIL0 a 1
10-4~10-3 B SIL0 SIL0 SIL0 SIL0 a
< 10-4 A SIL0 SIL0 SIL0 SIL0 SIL0
频率
后果 1 2 3 4 5
后果等级
内容说明如下：
• SIL0 表示无功能安全要求；
• SILa 表示推荐功能安全，并要求进行功能测试，但无需验证功能安全的完整性，功能安全 有可能被并入过程控制系统中；
• SIL1、SIL2、SIL3 和 SIL4 情形时，安全仪表系统宜从过程控制系统中独立出来，应执行相应
的 SIL 确认和验证程序；所需 SIL 级别越高，独立性要求也越高。
1.3 后果严重性判定标准
1.3.1 人员伤亡后果
对相关建议的风险参数进行了分级，参考公司风险标准（暂行）制定之人员伤亡后果参数分级参见表 1.3。 .
.. 表 1.3 – 人员伤亡后果分级及参数说明
人员伤亡后果分级 说明
5 死亡>1 人或重伤、急性职业中毒>5 人或轻伤>10 人
4 死亡 1 人或重伤、急性职业中毒 2～5 人或轻伤
6～10 人
3 重伤、急性职业中毒 1 人或轻伤 2～5 人
2 轻伤 1 人
1 出现急救事件
1.3.2 环境破坏后果
环境破坏后果分级及其参数说明可参见表 1.4。
表 1.4 -环境破坏后果分级及参数说明
环境破坏后果分级 说明
5 1.发生在厂界外的化学品泄漏量超过 10 吨，造成重大污染的。
2.事故使得区域生态功能部分丧失或濒危物种生存环境受到污染。
3.事故使得当地经济、社会活动受到严重影响，导致群众疏散。
4.事故造成水域大面积污染，或县级城镇水源地取水中断。
4 1.发生在厂界外的化学品泄漏量 1 吨以上，造成污染的。
2.因事故造成跨县级行政区域纠纷，引起一般群体性影响。
3 1.发生在厂界内的化学品非受控泄漏超过 1 吨，造成污染的。
2.发生在厂界外的化学品泄漏量 1 吨以下，造成污染的。
2 发生在厂界内的化学品非受控泄漏 1 吨以下，造成污染的。
1 发生在厂界内非受控排放，可能造成污染
1.3.3 经济损失后果
经济损失后果分级及其参数说明可参见表 1.5。
表 1.5 – 经济损失后果分级及参数说明
经济损失后果分级 说明
5 ≥1000 万元（人民币）
4 ≥100 万元（人民币） .
..
3 ≥10 万元（人民币）
2 <10 万元（人民币）
1 <1 万元（人民币）
1.4 失效频率基础数据
危险事件的发生频率通常与设备失效频率相关。表 1.6 中失效频率数据结合了美国 CCPS
(Centre for Chemical Process Safety) 在“保护层分析（LOPA）”中提供的工艺系统中各类安全保护层的
失效频率，PDS 数据手册 2006 版中的阀门误动作失效率以及劳氏咨询 Data Dossier 中的部分管道失
效频率，可以作为评估初始事件发生频率的参考数据。
表 1.6 – 典型初始事件及发生频率
初始事件 描述 发生频率
(1 次/每 X 年)
基本工艺控制回路 完整的仪表回路，包含传感器、控制器和最终执行元件 10
一个仪表失效 单个仪表失效 10
多个仪表失效 多个仪表失效 100
压力调节阀 在清洁环境下，且定期维护的压力调节阀或减压阀 10
操作者行为 每日或每周操作一次。操作者进行过具体培训 1
每月或每季度操作一次。操作者进行过具体培训 10
每年，隔年操作一次或短期停机。操作者进行过具体培
训 100
操作流程中未涉及的操作，需公司管理者批准进行 1000
进料中断 任何原因导致的进料中断，如泵失效、堵塞或主要供给
问题 10
电源中断 任何原因导致的电源中断 10 .
..
初始事件 描述 发生频率
(1 次每 X 年)
进料过量 任何原因导致进料过量，如工艺问题或主要供给问题 10
执行机构误动作 设备误动作，如截止阀关闭、泵停机和排污阀打开 10
泄压阀打开过早 过早打开导致事故 100
机械失效（金属元
件） 无运动部件——无振动 1000
低振动 100
高振动 10
机械失效（非金属
元件） 无运动部件——无振动 100
低振动 10
高振动 1
机械失效（管线） 无运动部件——无振动 100
低振动 10
高振动 1
电动驱动设备 单一泵（或送风机、压缩机） 10
其他初始事件 考虑初始事件中的零部件失效 利用个人对失
效频率数据的
经验决定
[i] IEC 61511 Functional Safety – Safety Instrumented Systems for the Process Industry Sector, 2004
