在役装置安全仪表系统安全完整性等级SIL评估PPT课件【精编】

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在役装置安全仪表系统安全完整性等级SIL评估课件(PPT53页)

一、为什么要开展SIL评估
1.为什么要开展SIL评估
国家安全监管总局关于印发危险化学品从业单位安全生产标准化评审标准的通知（安监总管三〔2011〕93 号）二级企业化工生产装置未设置自动化控制系统，或涉及危险化工工艺和
重点监管危险化学品的化工生产装置未根据风险状况设置安全联锁或紧急停车系统等，扣100分（A级要素否决项）。一级企业涉及危险化工工艺的化工装置未设置安全仪表系统，或未建立安全仪表系统功能安全管理体系，扣100分（A级要素否决项）。新建大型和危险程度高的化工装置，在设计阶段未进行仪表系统安全完整性等级评估的，扣 2 分。
三、在役装置SIL评估的主要流程
在役装置安全仪表系统安全完整性等级SIL评估(PPT 53页) 管理培训教材财务业务培训绩效管理PPT课件人力资源管理培训
在役装置安全仪表系统安全完整性等级SIL评估(PPT 53页) 管理培训教材财务业务培训绩效管理PPT课件人力资源管理培训
化学品储存单位，要在全面开展过程危险分析（如危险与可操作性分析）基础上，通过风险分析确定安全仪表功能及其风险降低要求，并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风险降低要求。
企业应在评估基础上，制定安全仪表系统管理方案和定期检验测试计划。对于不满足要求的安全仪表功能，要制定相关维护方案和整改计划，2019年底前完成安全仪表系统评估和完善工作。
一、为什么要开展SIL评估
2. SIL评估解决的问题
应该在哪里设置联锁？----HAZOP、LOPA 应该设置什么样的联锁？-----LOPA 如何设置联锁才能满足风险降低需求？----SIS设计如何管理和维护联锁，才能保持其功能？----操作与维护不符合要求的如何整改？----依据法律法规、标准规范

安全仪表系统SIS ppt课件

保证系统的可用性时，采用“与”逻辑结构；当系统的安全性和可用性均需保证时，采用“三取二”逻辑结构；
传感器宜采用隔爆型的变送器（压力、差压、差压流量、差压液位、温度），不宜采用开关型传感器；传感器由SIS系统供电。
ppt课件
6
1.2 SIS逻辑运算器选用：
SIS逻辑运算器：继电器系统，可编程序电子系统，混合系统三种；
继电器用于I/O点较少,逻辑功能简单的场合；
可编程电子系统用于I/O点较多,逻辑功能复杂，与DCS、MES通信等场合；
可编程电子系统可以是经TUV认证的PLC系统，也可是DCS和其他专用系统；
独立设置原则：1级SIS逻辑运算器宜与DCS分开；
2级SIS逻辑运算器应与DCS分开；
3级SIS逻辑运算器必须与DCS分开；
题目：安全仪表系统（SIS）主讲人：
ppt课件
1
概述
随着大型石化装置的发展，生产产品多样化、控制工程越趋复杂，安全保护越来越被重视。安全保护在石化生产过程中的表现形式是逐级上升的，即生产中使控制参数在正常范围内时使用的仪表调节系统；当调节系统不及时或出现干扰等异常，控制参数超出正常范围时使用报警联锁系统，此时需要采取手动或自动措施使生产恢复到正常状态上去；当情况进一步恶化达到临界状态时使用紧急停车系统，即ESD系统，按照预先设定的程序，包括紧急放空、仪表的选用事故状态、动设备停止运行等等措施，通过局部或整体停车方式消除危险；当事故已经出现，包括可燃气体泄漏、火灾等形成时采用火气消防系统来补救；对特殊场所，火气消防系统不能彻底消除事故时，采用物理防爆措施，即使用防爆墙等；物理防爆无法彻底消除灾害时采取最后一项措施时紧急疏散撤离。
ppt课件
2
在工艺生产过程中，存在各种各样的工艺参数和工艺设备状态，这些参数和状态被检测出来就是过程信号。生产中当这些参数控制在规定的范围内时，说明生产过程处于正常状态；超出这个范围说明出现异常，要求以声光形式提醒操作者采取调节措施（参数调整或设备适当操作）或者通过预定的程序使其恢复到正常值范围内，这个声光表现形式称为报警，根据预定程序的操作就是联锁；如果异常进一步扩大，为防止事故发生而采取的局部或整体生产装置停车的仪表系统，称为安全仪表系统（SIS），或紧急停车系统（ESD），它是生产过程中的一种自动安全保护系统，能对石油化工等生产过程中可能发生的危险（超出安全限定）及不采取措施而继续恶化的状态进行及时地响应和保护，使其进入预定的安全停车状态，从而保证人员、设备、生产和装置的安全。

SIL定级及验证示例ppt

汇报对象和内容
面向企业领导和工程师介绍本次SIL定级及验证的背景和意义针对企业实际情况，汇报SIL定级及验证的具体内容和方法
02
sil定级方法
基于规则的定级方法
总结词
基于规则的定级方法是指根据事先定义好的规则对SIL进行定级，这些规则可以是经验规则、行业标准或专家经验等。
详细描述
基于规则的定级方法通常需要手动制定和调整规则，因此需要一定的时间和经验。此外，由于规则通常是基于历史数据进行制定的，因此对于新出现的SIL类型或情况可能无法很好地应对。
03
建设学术交流平台
积极参与建设学术交流平台，促进学术思想的传播和共享，推动学科领域的发展。
结果应用及推广计划
完善技术转移和推广机制
建立完善的成果转化和技术推广机制，促进创新成果的转化和应用。
加强与产业界合作
与产业界建立紧密的合作关系，共同开展技术研发和应用推广，推动技术创新和产业升级。
采用对比实验、单因素控制等方法，进一步分析各因素对产
品性能的影响
数据分析结果
通过对比实验发现，因素A在不同水平下对产品性能的影响具有显著性差异，因素B和因素C 在不同水平下对产品性能的影
响差异较小
结论
综合考虑各因素对产品性能的影响，得出因素A最为关键，因
素B和因素C可适当调整
05
问题和挑战
基于机器学习的定级方法
总结词
基于机器学习的定级方法是指利用机器学习算法对SIL进行定级，这些算法包括支持向量机、神经网络、决策树等。
VS
详细描述
基于机器学习的定级方法可以对SIL进行较为准确的分类和预测，并且可以自动进行特征选择和模型调整，但需要大量的数据作为基础，并且需要选择合适的算法和参数。此外，对于某些类型的SIL，可能无法简单地通过机器学习算法进行定级。

安全仪表系统安全完整性等级(SIL)评估步骤

安全仪表系统安全完整性等级（SIL）评估方法《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见（安监总管三〔2014〕116号）》要求：涉及“两重点一重大”在役生产装置或设施的化工企业和危险化学品储存单位，要在全面开展过程危险分析(如危险与可操作性分析)基础上，通过风险分析确定安全仪表功能及其风险降低要求，并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风险降低要求。

《国家安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见安监总管三〔2013〕88号》：对涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源（以下统称“两重点一重大”）的生产储存装置进行风险辨识分析，要采用危险与可操作性分析（HAZOP）技术，一般每3年进行一次。

对其他生产储存装置的风险辨识分析，针对装置不同的复杂程度，选用安全检查表、工作危害分析、预危险性分析、故障类型和影响分析（FMEA）、HAZOP技术等方法或多种方法组合，可每5年进行一次。

目前SIL评估主要依靠保护层分析(LOPA)来确定每一个安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)。

一个典型的化工过程包含的保护层，如本安设计、BPCS、报警与人员干预、安全仪表系统、物理保护、释放后保护措施、工厂应急响应和社区应急响应等（如下图示）。

LOPA是一种半定量的风险评估技术，一般使用初始事件频率、后顾严重程度和IPL 失效频率的数量级大小来表征场景的风险。

其步骤主要包括：1）SIF选择；2）场景识别及筛选；3）IE确认；4）IPL评估；5）场景频率计算；6）风险评估与决策，分配SIF的SIL等级；7）下一个SIF重复以上步骤，直至所有场景分析完毕。

LOPA分析是考验经验知识积累和方法掌握，对于LOPA 分析团队，需具有工艺、仪表、安全、设备等多方面的经验知识，熟悉各种不同化工生产装置的风险控制点。

可以说，一个LOPA分析团队水平的高低，直接影响最终LOPA分析的质量。

SIL课件

功能安全和功能安全评估管理
安全周期结构规
划
SIS安全要求规范 [第10和12条] SIS设计和工程设计 [第11 和 12条] SIS验收测试 [第13条] SIS安装和投料试车 [第14条] SIS 安全确认 [第15条]
(10)
(11)
第 5条
第 6.2条
SIS 操作和维修 [第 16条] SIS修改 [第 17条] SIS 停运 [第18条]
30
选择结构
Diag
目的
• 如果需要，选择冗余类型。
1oo2D
Diag
任务
• 选择结构 • 获得该结构的可靠性和安全数据。
1oo1
1oo2
2oo2
2oo3
31
建立验证测试频率
测试通常可能包括: • 自动测试
• 工艺操作中手动进行的离线测试。
• 工艺操作中手动进行的在线测试
32
SIF 确认的任务
传感元件
信号整理最终控制元件
传感元件
任何单个安全仪表功能的实施，可能包括多个传感器、信号整理模块、多个最终元件和专门的回路设施。
14
标准
IEC61513 :
基于所有工业的国际标准 (适用于供应商)
核工业
IEC62061 : 机械工业
IEC61511 : 加工工业 (美国使用本质相同的工业标准 ISA 84.00.01-2004)
危险 / 风险分析
事故历史
2. 识别潜在危险
潜在危险
危险特性保护层
3. 结果分析
评估结果危险结果评估可能性开发非 -SIS 层危险频率
4. 保护层分析
故障率
目的

安全仪表系统(SIS )培训讲义 PPT

17
SIS的相关标准及认证机构
在国内石化行业中应用的SIS产品中，经过TUV认证的主要有：

Tricon、Triden，美国Triconex公司开发用于压缩机综合控制（ITCC）和紧急停车系统。安全等级为AK6 （SIL3）。 FSC（Fail safe control），由荷兰P&F（Pepper&Fuchs）公司开发，1994年被Honeywell公司收购。安全等级可达 AK6（SIL3）
20
SIS的相关标准及认证机构

Regent Trusted，美国ICS利用宇航技术开发的安全系统。安全等级AK4~AK6（SIL2~SIL3）； GMR90-70，美国GE Fanuc公司开发。其中GMR90-70(模块式冗余容错)的安全等级为class 5（2oo3），class 4 （1oo2）和class 5（2oo2）； TRIGUARD SC300E， AUGUST公司开发，1999年成为 ABB集团成员之一，安全等级为class 5和class 6，系统结构为2oo3； Safeguard 400&300，ABB Industry公司开发，系统结构 1oo2D。
7
SIS安全仪表系统
如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安全仪表功能回路图。对这个安全仪表功能完整的描述是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器（图3）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号，使调节阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成，安全等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功能的完整描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或多个这样的安全仪表功能的集合。
你们好
安全仪表系统(SIS )

安全仪表系统安全完整性等级(SIL)评估步骤

目前SIL评估主要依靠保护层分析(LOPA)来确定每一个安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL)。

LOPA是一种半定量的风险评估技术，一般使用初始事件频率、后顾严重程度和IPL 失效频率的数量级大小来表征场景的风险。

可以说，一个LOPA分析团队水平的高低，直接影响最终LOPA分析的质量。

在役装置SIL评估内容及流程55页PPT

在役装置SIL评估内容及流程
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本身就是讲道理 ……法律，也 ----即明示道理。— —爱·科克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一定颓败。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律面前人人是平等的。 ——波洛克
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
Hale Waihona Puke 39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳

SIL定级及验证示例

（注：与企业制定的可结束风险有关） ------占有率（暴露区域被占用的概率）（F）；在发生危险事件时段内暴露区被占用的概率。FA FB ------避免风险状况的概率（P）；如果要求时SIF失效，暴露的人员能够避免存在的风险状况的概率。PA PB ------要求率（W）；在所考虑的SIF不存在的情况下，每年发生危险状况的次数。W1 W2 W3
和维护是必要的。
典型的独立保护层
1.基本过程控制系统BPCS：PFD<0.1 BPCS与SIS完全独立； BPCS故障不是造成期望事件的原因； BPCS有可用的长安崎和执行器来执行与SIS相似的功能。
2.操作员干预： PFD<0.1 操作员训练有素、有足够的相应时间、总是在监控过程。
3.泄放设施（安全阀、爆破片等）： PFD 0.1～0.01 4.修正因子（MC）
分类危害可能性分类危害后果在矩阵中对应的可能性和后果的交叉点选定目标SIL
3.SIL定级---风险矩阵（定性的选择）
3.SIL定级---风险矩阵（定性的选择）
3.SIL定级---风险矩阵（定性的选择）
4.SIL定级---风险图法（定性的选择）
风险被定义为发生伤害的概率与严重程度的组合。在过程领域，风险是以一下4个参数的函数： ------危险状况的后果（C）；发生危险事件很可能导致的死亡和/或严重受伤的人数、财产损失及环境影响的程度。CA CB CC CD
轮船正招式成商立局，标志着中国新式航运业的诞生。
(2)1900年前后，民间兴办的各种轮船航运公司近百家，几乎都是
在列强排挤中艰难求生。
2．航空
(1)起步：1918年，附设在福建马尾造船厂的海军飞机工程处开始
研制。
(2)发展水：上1飞918机年，北洋政府在交通部下设“

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一、为什么要开展SIL评估
1. 为什么要开展SIL评估
国家安全监管总局《关于加强化工过程安全管理的指导意见》（安监总管三〔2013〕88 号）
（十七）设备安全运行管理。
开展安全仪表系统安全完整性等级评估。企业要在风险分析的基础上，确定安全仪表功能（SIF）及其相应的功能安全要求或安全完整性等级（SIL ）。企业要按照《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》（GB/T21109）和《石油化工安全仪表系统设计规范》的要求，设计、安装、管理和维护安全仪表系统。
三、在役装置SIL评估的主要流程
（示例）
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三、在役装置SIL评估的主要流程
确认可容许风险。依据法律法规及企业实际，建立工艺过程的安全目标（可容许风险）； -----确认量化的可接受风险值（示例）
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三、在役装置SIL评估的主要流程
2.确认事故场景。对HAZOP分析中可能出现人员伤亡或后果相当的场景
三、在役装置SIL评估的主要流程
1. 工艺过程危害分析PHA
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三、在役装置SIL评估的主要流程
1. 确认可容许风险。依据法律法规及企业实际，建立工艺过程的安全目标（可容许风险）； -----确认量化的可接受风险值
序号
1 2 3 4 5
后果严重性
可接受风险频率
人员
财产
环境
A 轻微影响 1.0E-1
1.0E-1 1.0E-1
B 中等影响 1.0E-2
1.0E-2 1.0E-2
C 较大影响 1.0E-3
1.0E-3 1.0E-3
D 较大
1.0E-5
1.0E-5 1.0E-5
E 严重性的 1.0E-6
1.0E-6 1.0E-6
在役装置安全仪表系统安全完整性等级（SIL）评估
主要内容
一、安全仪表系统与安全仪表功能二、安监总局关于SIS的相关规定三、安全仪表系统（SIS）安全生命周期四、在役装置SIS系统SIL评估
一、为什么要开展SIL评估
1.为什么要开展SIL评估
《关于加强化工安全仪表系统管理是指导意见》安监总局116号文涉及“两重点一重大”在役生产装置或设施的化工企业和危险
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三、在役装置SIL评估的主要流程
2.确认事故场景。现有联锁回路进行逐回路分析
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二、在役装置SIL评估的主要内容
过程危害分析PHA SIL定级建立的工艺过程的安全目标（可接受风险）保护层分析（LOPA）报告（SIL定级报告）过程安全需求规范（SRS） HAZOP完善报告（对已经开展过HAZOP报告） SIL验证报告 SIL验证不符合项的建议等。
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备注
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三、在役装置SIL评估的主要流程
确认可容许风险。中国石化安〔2018〕150号文推荐的
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三、在役装置SI 级SIL评估PPT 课件【精编】
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化学品储存单位，要在全面开展过程危险分析（如危险与可操作性分析）基础上，通过风险分析确定安全仪表功能及其风险降低要求，并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风险降低要求。
企业应在评估基础上，制定安全仪表系统管理方案和定期检验测试计划。对于不满足要求的安全仪表功能，要制定相关维护方案和整改计划，2019年底前完成安全仪表系统评估和完善工作。
一、为什么要开展SIL评估
1.为什么要开展SIL评估
国家安全监管总局关于印发危险化学品从业单位安全生产标准化评审标准的通知（安监总管三〔2011〕93 号）二级企业化工生产装置未设置自动化控制系统，或涉及危险化工工艺和
重点监管危险化学品的化工生产装置未根据风险状况设置安全联锁或紧急停车系统等，扣100分（A级要素否决项）。一级企业涉及危险化工工艺的化工装置未设置安全仪表系统，或未建立安全仪表系统功能安全管理体系，扣100分（A级要素否决项）。新建大型和危险程度高的化工装置，在设计阶段未进行仪表系统安全完整性等级评估的，扣 2 分。
一、为什么要开展SIL评估
2. SIL评估解决的问题
应该在哪里设置联锁？----HAZOP、LOPA 应该设置什么样的联锁？-----LOPA 如何设置联锁才能满足风险降低需求？----SIS设计如何管理和维护联锁，才能保持其功能？----操作与维护不符合要求的如何整改？----依据法律法规、标准规范

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