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案例：系统功能安全评估
客户名称：某大型煤化工企业
执行周期：6个月
项目类型：评估评测，功能安全评估
所属行业：化工
关键技术：功能安全
1、项目背景
1) 项目简介
该企业规模包括煤制甲醇、甲醇制烯烃、聚乙烯、聚丙烯以及辅助生产设施和公用工程等。化工企业工艺过程复杂，具有高温高压易燃易爆等特点，风险极高。原国家安全监管《加强化工安全仪表管理系统的指导意见》（安监总管三【116】号）文件要求对化工装置应开展功能安全评估，根据评估建议合理设置安全仪表系统及其他保护措施，并实施全生命周期功能安全管理。
2) 实施目标
仪综所功能安全技术团队对煤制甲醇、甲醇制烯烃、聚乙烯、聚丙烯及配套公用工程开展危险与可操作性分析（HAZOP）完善、保护层分析（LOPA）、安全完整性等级（SIL）定级、SIL验证、误停车率计算，帮助其合理设置安全仪表功能及其他保护措施、建立功能安全管理体系文件，从而将运行风险控制在可接受水平，确保工艺及设备安全平稳运行，预防各类事故发生，保障厂区及周边群众生命财产安全。
2、实施方案
1) 软件条件
采用自主开发的功能安全评估系统平台，可辅助完成HAZOP分析、SIL定级、SIL验证和误停车率计算工作，购置了国际通用的多个设备数据库，同时基于评估经验设有仪综所自有数据库。
2) 方案描述
本次评估依据的标准包括GB/T 20438、GB/T21109、GB/T 32857、GB/T 35320。具体实施方案如下：
a) 组建工作组：由仪综所及业主专家共同组成联合工作组，成员包括以下专业：工艺、仪表、设备、自动化、维护、管理、运行、安全等。
b) 资料准备：工艺流程图、仪表和控制流程图（P&ID）、设备布置图、操作规程、检维修规程和记录、设计/工艺说明、仪表控制逻辑因果图、仪器仪表台账、报警连锁台账、管道及材料数据表、装置区所处区域的气象水文材料及周边居民区/水源地分布等。
c) 前期分析：仪综所阅读图纸资料，划分节点、确定偏差，识别重要控制点，明晰各联锁回路结构配置，制定适合本项目的评估/调研工作表。
d) 现场勘查：对业主待分析工艺区进行现场勘查，确认实际工艺与图纸的符合性，摸清工艺及安全措施当前设置，确认各待分析回路实际配置：结构、铭牌、接线等。
e) 基础培训：为符合GB/T20438、GB/T21109 等相关标准的完整性实施和管理要求，仪综所对分析工作组成员在分析会议开始前开展标准和技术培训。
f) HAZOP分析审核与完善：仪综所对煤制甲醇、甲醇制烯烃、聚乙烯、聚丙烯及配套公用工程的工艺图纸逐张分析，所有节点、偏差逐个审核，补充完成所有风险点的危险与风险分析，对已提出的所有风险降低建议进行符合性与有效性分析，对于不恰当的建议给出修正，对于新发现的风险点，增加必要的建议。并最终形成完善的HAZOP分析报告。
g) LOPA分析及SIL定级：运用保护层分析（LOPA）技术确定生产装置对SIS系统SIF回路配置的实际需求、以及SIF回路所需的安全完整性等级（SIL）要求。SIL定级分别从人员安全、环境影响和财产损失三个方面来综合考虑安全仪表系统的配置需求。具体步骤如下图：
h) SIL验证：依据功能安全基础标准和企业具体要求，对评估对象开展SIL验证工作，并提交详尽的成果报告。在完成资料准备和前期分析后，实施内容和步骤如下：
◆ SIF的构成和边界分析；
◆ 根据SIL定级结论确定要求的SIL；
◆ 硬件架构约束的SIL验证；
◆ 硬件随机失效的SIL验证；
◆ 系统失效的分析；
◆ 检测到故障时的行为准则分析；
◆ 结论分析及建议，形成报告。
i) 误停车率计算：依据国际通用方法和神华包头具体要求，对评估对象基于故障树方法开展误停车指标（可用性）分析工作。
j) 功能安全管理体系文件建立：制定和完善全生命周期功能安全管理制度和企业内部技术规范，结合风险控制情况和当前管理体系，将责任细分到岗位，把功能安全管理融入企业安全管理体系，提升过程安全管理水平。 3、实施效果
1) 解决问题
基于HAZOP完善成果，对业主各装置近2000个中高风险点开展了保护层分析（LOPA），涉及场景近万个，涉及P&ID图纸1000多张，联锁回路5000多条；根据LOPA分析结果，对各装置梳理出的近2000条安全功能回路分配了SIL要求，并开展了SIL验证计算。基于评估分析和计算，共提出建议数百条，业主对所有建议进行了逐项响应，并委托设计院梳理归类为上百项整改内容，实施完成所有整改。项目成果得到了业主方的高度肯定。
2) 实施成效
本项目是仪综所功能安全中心完成的又1项千张图纸级大型煤化工功能安全评估项目。结合业主现场实际提出的各项具有可操作性的评估建议为业主全厂SIS改造提供依据，建立的功能安全管理文件为业主提升SIS管理水平提供助力，本项目的圆满完成，使业主通过合理的投入实现安全控制水平的有效提升，保障生命和生产安全。
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