罐区LOPA报告.docx

化工公司罐区项目罐区SIL定级报告（LoPA分析法）设计公司2018年12月化工公司罐区项目车间、罐区项目罐区SIL定级报告（LoPA分析法）设计单位：设计公司设计单位法定代表人：杨展设计单位联系电话：123456789设计单位公章2018年12月摘要：化工公司（以下简称化工厂）委托设计公司（以下简称设计院）对化工厂罐区进行安全仪表系统（SIS）设计工作。化工厂罐区各专业相关人员和设计院各专业相关人员共同完成了本次SIL定级工作。根据国家安全监督管理总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见（安监总管三2014116号）规定：涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。应河间市安监局的要求化工公司对邻硝基苯胺车间、邻氟基对硝基苯胺车间、罐区项目-罐区需增设适当的安全仪表系统。经过保护层分析（LOPA）确定化工公司对邻硝基苯胺车间、邻氟基对硝基苯胺车间、罐区项目-罐区需要增加的安全仪表系统（SlS）安全完整性等级（SIL）为2级。目录I介绍11.1 1公司介绍I1.2 分析范围1工艺流程简述I1.4分析目标31.5缩略语32SIL评估方法及分析程序52.1保护层分析原理(LOPA)62.2风险与安全完整性82. 3过程危险分析IO2.1.1 结合危险严重性等级和减缓风险目标Il2.1.2 保护层112.1.3 附加减轻12234中间的事件可能性132.3.5 SIL完整性等级132.3.6 己减轻事件的可能性142.4风险准则142.5初始事件概率取值说明152.5.1 本项目事件发生初始概率152.5.2 AQ/T3054推荐频率值152.6本报告分析前提173保护层分析(LOPA)报告203.1 SIF主要风险场景辨识203.1.1 氯化苯罐区SlF主要风险场景辨识203.1.2 液氨罐区SlF主要风险场景辨识203.1.3 硝酸罐区SIF主要风险场景辨识213.2 SIL定级工作表223.2.1 氯化苯罐区SIL定级工作表223.2.2 液氨罐区SIL定级工作表283.2.3 硝酸罐区SIL定级工作表464结论及建议504.1 SIL分析结论统计504.1.1 氯化苯罐区SIL分析结论统计504.1.2 液氨罐区SIL分析结论统计504.1.3 硝酸罐区SIL分析结论统计504.2 建议504.2.1 总体建议504.2.2 SIF建议514.3 SIL分析结论514.3.1 氯化苯罐区SIL分析结论51432液氨罐区SIL分析结论514.3.3 SIS系统结论521介绍.公司介绍化工公司是集团一一分公司，公司位于化工园区，占地900多亩,总投资20亿元，预计年产值将达到30亿元以上，是一家主要生产、销售医药及染料等精细化学品为一体的综合性大型化工企业，2015年5月开始建设一期工程年产化工中间体项目，现已经建设完成，正常生产中，目前公司主要生产中间体产品，可广泛应用于酸性、活性、分散、还原、直接等系列染料以及其他医药、化工产品的生产。公司中间体产品的产能规模在行业占据领先地位，生产具有生产工艺、规模、成本等多方面优势，拥有一体化全产业链竞争优势。该项目控制系统包括储罐温度检测、储罐压力及液位检测控制、罐区的有毒气体浓度检测系统、火灾报警系统等。控制系统采用DCS自动控制。受化工公司委托，设计公司对化工厂罐区开展了保护层分析(LOPA)o1.2分析范围本次LOPA分析对象为化工厂罐区涉及“两重点一重大”的液氨储罐、氯化苯储罐、硝酸罐区。1.3工艺流程简述1、液氨流程简述液氨槽车停靠卸车区后，液氨卸料鹤管快速接头接槽车出口管，开液氨卸料泵，将液氨自槽车通过鹤管打到液氨球罐；向邻氟基对硝基苯胺车间输送液氨时，开液氨球罐出口阀门，开液氨打料泵，即可向车间输送液氨；向邻、对硝车间输送液氨时，开液氨球罐出口阀门，开液氨打料泵，将液氨打到液氨计量罐，再通过液氨计量泵将液氨送至对邻、硝基苯胺车间。当液氨储罐发生泄漏时，操作人员穿戴好防化服、防毒面具或空气呼吸器等应急器材，迅速打开泄漏液氨储罐出口阀，液氨事故罐进口阀、倒罐阀门，并开启液氨卸料泵，将发生泄漏事故的液氨罐中的氨倒入事故罐中。液氨储罐顶部设喷淋吸收装置，液氨储罐发生泄漏事故时，进行喷淋吸收。2、氯化苯流程简述氯化苯槽车停靠卸车区后，氯化苯卸料鹤管快速接头接槽车出口管，开氯化苯卸料泵，将氯化苯自槽车通过鹤管打到氯化苯储罐。向车间输送氯化苯时，开氯化苯储罐出口阀门，开氯化苯打料泵,向车间输送氯化苯。3、硝酸流程简述硝酸槽车停靠卸车区后，硝酸卸料软管接槽车出口管，开硝酸卸料泵，将硝酸自槽车通过管道打到硝酸储罐；向车间输送硝酸时，开硝酸储罐出口阀门，开硝酸打料泵，向车间输送硝酸。1.4分析目标此次LOPA分析的主要目的是：-确定液氨罐区、氯化苯罐区、硝酸罐区是否需要SIF以及需要时每个SIF所需的安全完整性等级-提出控制或降低风险以及改善工艺系统可操作性的措施，从而防止事故的发生或减小事故可能的后果。1 .5缩略语HAZ0P：危险与可操作性分析(HaZardandOperabilityAnalysis)1.OPA：保护层分析(Iayerofpreotectionanalysis)QRA：定量风险分析(QuantitativeRiskAnalysis)DCS：集散控制系统(DiStribUtedControlSystem)PFD：工艺流程图P&ID：管道及仪表流程图TG：现场温度计TI：温度指示TIC：温度指示调节TSHH/TSLL：温度高高/低低联锁1.G：现场液位计1.IA：液位指示报警1.IC：液位指示控制1.SHH/LSLL：液位高高/低低联锁FV：流量调节阀FFIC：流量比例控制FSHH/FSLL：流量高高/低低联锁PSV：安全阀PG：现场压力表PIA：压力指示报警PIC：压力指示控制PAHH/PALL：压力高高/低低报警JIA：功率指示报警JAHH/JALL：功率rr低低报警SIA：转速指示报警SALL：转速低低报警2 SIL评估方法及分析程序设计公司对适用于关键控制措施（即安全仪表功能SIF）的各种不同的SIL和风险评估方法进行了分析比较,认为国际标准IEC61511中推荐的保护层分析（LOPA）方法更适合于化工过程的SIL定级。1.oPA方法由于其半定量分析的特点，具有较少的主观判断，因而近年来得到了越来越广泛的应用。1.oPA的优点简述如下：提供了更清晰的SIL评估（保护层评估，并采用可接受风险标准、频率依据等数据）；1.OPA允许灵活考虑各种因素，这在风险图方法中很难做到。由于LOPA评估的现有保护层比风险图多，其结果就没有风险图保守。1.OPA提供了某种程度的量化评估而不是定性描述，如风险图中描述的“一个相对高的概率一旦认可HAZOP和了解过程风险，团队就必须识别用于减轻危险事件的保护层。如果团队确认保护层不够，该团队要提出建议，以进一步减少风险。风险的减少量将决定安全仪表系统的安全完整性等级或实施额外的保护层。根据IEC61511,需要遵循的基本步骤如下：1）确立过程的安全目标（允许风险）；2）执行风险分析以评价现有的风险；3)确定所需的安全功能；4)将安全功能分配给保护层；5)确定是否需要一个SIF；6)确定SIF所需的SIL。保护层分析(LOPA)是以HAZOP分析所导出的数据开始，记录每一个确认风险的起始原因和保护层以防止或减轻危险。这样减少风险的总量和更多的风险分析需求就可以确定。如果需要用安全仪表功能(SIF)的形式来额外的减低风险，采用LOPA方法可以确定SIF的SIL等级。2.1 保护层分析原理(LOPA)现代过程工业中，应用多个保护层来保障生产装置的安全，如图51所示，每个保护层由设备和/或其管理手段组成，它与其他一些保护层一起起作用以控制和/或减轻风险。图5-1保护层(洋葱模型)保护层的概念依据三个基本概念：一个保护层都由一组设备和/或与其他一些保护层有关的管理控制措施组成，以控制或减缓过程风险。保护层(PL)符合下列条件和特点：所识别的风险至少减少10倍。专一性：PL只被设计用来防止或减轻一个潜在的危险事件的后果。由于多种原因都可能导致同一危险事件，因此多个事件情景都可由一个PL来启动动作。独立性：如果能证明与其他保护层不存在潜在的共同原因或共模故障，那么该PL是独立于其他保护层的。可信性：可信任PL能执行所涉及的那些功能。在设计中处理了随机失效和系统失效两种失效模式。可审核性：它被设计成能有助于定期确认保护功能。安全仪表功能的保护层是要满足安全仪表系统（SIS）的定义的保护层。LOPA分析确定危险是否需要SIF,如果需要，则要求每个SlF要达到什么SIL等级。若把一个保护层（PL）看作一个IPL的准则是：提供的保护大量降低已识别的风险，即最小降低100倍；提供可用性程度很高（0.9或更高）的保护功能；它具有PL同样的特点：只要满足专一性、独立性、可信性和可审核性测试的那些保护层才可被归类为独立保护层类。2.2风险与安全完整性图5-2和图5-3中所示的各种风险如下：原始风险：未考虑任何安全措施的剧情的风险允许风险：根据当今社会的水准，在给定的范围内能够接受的风险。残余风险：采取防护措施以后仍存在的风险。必要的风险降低只是为了满足原始风险必须小于允许风险，可以用一种或多种风险降低技术的组合来实现它。图2-2风险降低：一般概念对于一个特定的危险事件来说，定义允许风险的目的是陈述危险事件和它特定的后果是否被认为是合理的。保护层的设计是为了减小危险事件的发生频率。正确区分并完全理解风险和安全完整性是非常重要的。风险是对一个特定危险事件发生的频率和后果的估量。可以对不同情况的风险进行评价（原始风险、允许风险、残余风险）进行评估。允许风险根据社会基础和有关社会和政治因素的考虑来确定。一旦确定了允许风险，并估计了必要的风险降低，就可分配SlS的安全完整性要求。图5-3说明了安全功能在达到必要的风险减低中所起的作用。图23风险和安全完整性的概念2.3过程危险分析在IEC61511-1定义的安全生命周期需要确定设计一个仪表安全功能的安全完整性等级。LOPA是用该方法来确定的一个仪表安全功能的SILo1.OPA所需的信息被包含在HAZOP分析所收集和导出的数据中。表5-1表示了保护层分析(LOPA)所需数据和在HAZOP研究过程中所导出的数据之间的关系。1.OPA分析了危险,从而可确定是否需要SIF以及需要时每个SIF所需的安全完整性等级。表2-1.从HAZOP导出的用于LOPA的数据LOPA要求的信息HAZOP所导出的信息影响事件后果严重性等级后果严重性引发原因原因引发可能性原因频率保护层现有保护装置要求的附加减轻推荐的新保护装置2.3.1 结合危险严重性等级和减缓风险目标结合所有严重性等级标准的人员的安全，对环境的影响，以及上文所述的资产损害，合并的可接受的风险目标请参见表5.4。在确定能接受的风险目标之后，才能够确定安全仪表功能的安全完整性等级以及所需的保护层。2.3.2 保护层图5