LOPA在化工安全仪表系统SIL定级中的应用分析
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摘 要：化工安全仪表系统的SIL定级可以有效识别化工生产中存在的安全风险，并采取相应的动作处理安全风险。基于此，本文从LOPA及化工安全仪表系统SIL定级的内涵入手，对LOPA的应用进行分析，将变换气温度作为研究对象，分析LOPA在化工安全仪表系统SIL定级中的应用要点。
关键词：LOPA;化工安全仪表;SIL定级
在实际的化工安全仪表系统应用中，其操作和运维管理方面存在一定的不足，容易出现冗余容错不合理或者风险分析不准确等问题，影响化工安全仪表系统作用的发挥。化工企业需要在化工安全仪表系统的SIL定级中应用LOPA，确保化工安全仪表的各项参数及系统功能符合生产要求，切实保障化工生产的安全。
1 LOPA及化工安全仪表系统SIL定级分析
LOPA是指保护层分析方法，主要是基于定性危害分析，对保护层的有效性进行全面评估，并进行相应的风险决策，分析保护层是否能够有效控制化工企业的过程风险，实现安全生产。在化工企业生产的过程中，化工安全仪表系统中的安全仪表功能可以看做是保护层。按照安全仪表系统功能失效造成后果及风险的差异，可以将安全仪表功能划分为SIL1、SIL2、SIL3及SIL4这四个等级，根据不同的等级需求，化工企业需要有针对性地安装、调试、应用安全仪表系统。在实际的化工企业生产过程中，技术人员可以通过LOPA进行化工安全仪表系统的SIL定级，保障安全仪表功能的有效发挥，降低化工企业事故出现的概率，避免过保护或者保护不足等问题的出现，实现化工企业的自动化及可持续发展。
2 LOPA在化工安全仪表系统SIL定级中的应用分析
2.1 LOPA的应用实例
在化工安全仪表系统SIL定级中，LOPA的应用流程如下：①场景识别及筛选;②事故场景的确定;③IE确认;④IPL评估;⑤场景频率计算;⑥风险评估与决策，如果风险可以接受，则分析更多故障场景，如果风险不可以接受，则应用相应的风险规避措施。为了明确LOPA在化工安全仪表系统SIL定级中的应用，本文将变换气温度作为研究对象，分析LOPA的具体应用。在变换气生产过程中，受到TV-0041故障的影响，生产设备中的气相管线会出现高温破坏问题，导致生产装置出现高温度报警。针对这一故障问题，技术人员需要将HAZOP分析作为基础，合理应用LOPA技术，进行化工安全仪表系统的SIL定级。
首先，技术人员将粗合成气经过E-2102流量增加设置为事故场景;将阀门TV-0041故障确定为初始事件;IPL评估为R-2101设温度高报警;场景频率为25×10-3;风险评估等级为高风险。然后，技术人员提出了两种降低风险的对策，分别是在R-2101設温度高高联锁关阀，其失效概率PFD为10-1;以及在R-2101气相管线部位设置泄压阀，其失效概率PFD为10-2。最后，经过技术人员的计算，发现安全仪表功能的失效概率为0.4，所以将安全仪表系统SIL定级为SIL1。
2.2 LOPA的应用要点
在应用LOPA进行化工安全仪表系统SIL定级的过程中，技术人员需要注重独立保护层的有效性、定量数据的合理选择以及危害分析的准确性。
2.2.1 独立保护层的有效性
在LOPA分析的过程中，独立保护层的合理设置能够有效避免场景发展为不期望后果，并确保初始事件和其他场景、设备及操作保持独立。以上述实例为基础，技术人员采用的风险处理对策均独立于初始事件中的故障，能够将两者作为独立保护层。
2.2.2 定量数据的合理选择
LOPA属于半定量分析方法，技术人员需要采用准确合理的定量数据，保障LOPA分析的准确性及合理性。在实际的LOPA应用中，技术人员不仅需要遵循《保护层分析（LOPA）方法应用导则》（下文简称“《导则》”）提供的基础数据范围，还需要结合化工企业的实际发展状况，保障LOPA分析的规范性及有效性。以《导则》中规定的典型仪表控制回路失效参数为例，控制回路失效的频率数值在1-10-2范围内，如果化工企业能够从仪表供应商中获取仪表的失效频率，且该仪表的可靠性偏高，则技术人员需要选择10-2作为失效频率;如果仪表的可靠性偏低，则技术人员需要选择10-1或者1作为失效频率。一般来说，如果LOPA中没有明确的要求，技术人员需要选择参数范围内的中间值作为定量数据。
2.2.3 危害分析的准确性
在化工安全仪表系统的SIL定级中，LOPA的应用是将定性危害分析结果作为基础，一旦定性危害分析出现偏差，将会导致LOPA的分析出现问题，影响风险概率数据的计算准确性，还会使技术人员进行返工，从而对化工安全仪表系统的SIL定级造成负面影响。因此，技术人员需要保障危害分析的准确性，提升SIL定级的合理性及准确性。
3 结论
综上所述，LOPA能够保障化工安全仪表系统的准确SIL定级，实现化工生产风险的有效管控。通过本文的分析可知，技术人员需要根据化工生产安全事故的实际状况，合理设置场景及初始条件，并按照规范流程开展数据计算，明确安全仪表功能的失效概率，完成安全仪表系统的准确SIL定级。
参考文献：
[1]袁臻.浅谈液氯储槽安全仪表系统的SIL定级及设置[J].广东化工，2018，45（16）：173+157.
[2]刘轶冬，王珊珊.保护层分析（LOPA）在安全仪表系统SIL定级过程中的应用[J].当代化工研究，2017（04）：37-38.
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