石化装置安全仪表系统完整性等级设计方法及应用
安全仪表系统(SIS)作为过程工业中重要的安全控制措施，在防止事故发生和降低事故后果方面有重要的作用。然而，SIS经常出现拒动作或误跳车等现象，导致其散失安全功能。
为了避免SIS的拒动作和误跳车，本课题对国内石化装置中应用的SIS进行总结、分类得出16大类SIS和56条安全仪表功能(SIF)，并分析得出SIS的SIL等级设计不合理是其拒动作和误跳车的主要原因。为解决以上问题，本课题提出了基于分类信息的安全仪表系统完整性等级设计方法，主要包括四部分:(1) HAZOP分析，确定设备是否存在高风险偏差。(2)基于风险分析的SIL设计，融合风险矩阵分析和保护层分析，辨识高风险设备需要设置SIS的SIL，并使用故障树模型和可靠性框图模型验证SIL;同时使用贝叶斯估计危险失效率，提高SIL验证的可靠性。(3)基于经验的SIL设计，通过辨识设备种类，并提供同类设备的SIS经验信息，作为SIL辨识和验证的依据。(4)得出设计结论，综合考虑(2)和(3)步骤中的结果，完成SIL设计。
本课题基于上述方法，利用C#和SQL数据库开发了石化装置安全仪表系统完整性等级设计软件。软件在传统风险分析设计SIL的基础上，增加了经验设计SIL，并在SIL验证部分引入贝叶斯估计，提高SIL设计的准确性，有效避免SIS的拒动作和误跳车。
本课题最后将方法与软件应用于蜡油加氢装置的静动两类设备的SIL设计中，并以循环氢脱硫塔和循环氢压缩机系统为例，说明了方法与软件设计设备SIL的具体过程。结果表明，应用本课题提出的SIL设计方法和软件可以在一定程度上避免SIS的拒动作和误跳车。
安全仪表系统;安全完整性等级;风险分析;贝叶斯估计;经验信息;石化装置
北京化工大学
硕士
安全技术及工程
高金吉
2013
中文
TQ056.1
113
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）