目    次

引言 2

1  范圍 2

2  規(guī)范性引用文件  2

3  術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ) 2

4  LOPA基本程序 2

5  場(chǎng)景識(shí)別與篩選 2

6  初始事件確認(rèn) 2

7  獨(dú)立保護(hù)層評(píng)估 2

8  場(chǎng)景頻率計(jì)算 2

9  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策 2

10  LOPA報(bào)告 2

11  LOPA后續(xù)跟蹤及審查 2

附錄A（規(guī)范性附錄）LOPA基本程序 2

附錄B（資料性附錄）LOPA應(yīng)用時(shí)機(jī) 2

附錄C（資料性附錄）HAZOP信息與LOPA信息的關(guān)系 2

附錄D（資料性附錄）BPCS多個(gè)回路作為IPL的評(píng)估方法 2

附錄E（資料性附錄）失效數(shù)據(jù) 2

附錄F（資料性附錄）風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和ALARP原則 2

附錄G（資料性附錄）LOPA示例 2

前    言

本標(biāo)準(zhǔn)編制依據(jù)GB/T 1.1-2009給出的規(guī)則起草。

本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)化學(xué)品安全分技術(shù)委員會(huì)（TC288/SC3）歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院、國(guó)家石化項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)中心、中國(guó)石化洛陽(yáng)工程有限公司。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：白永忠、韓中樞、黨文義、萬(wàn)古軍、文科武、張廣文、于安峰、王全國(guó)、武志峰、沈郁、趙文芳。

引    言

一個(gè)典型的化工過(guò)程包含各種保護(hù)層，如本質(zhì)安全設(shè)計(jì)、基本過(guò)程控制系統(tǒng)（BPCS）、報(bào)警與人員干預(yù)、安全儀表功能（SIF）、物理保護(hù)（安全閥等）、釋放后保護(hù)設(shè)施、工廠應(yīng)急響應(yīng)和社區(qū)應(yīng)急響應(yīng)等。這些保護(hù)層降低了事故發(fā)生的頻率。在開(kāi)展化工過(guò)程工藝危害分析時(shí)，保護(hù)層是否足夠，能否有效防止事故的發(fā)生是分析人員最為關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。保護(hù)層分析（Layer of protection analysis，簡(jiǎn)稱(chēng)LOPA）是在定性危害分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步評(píng)估保護(hù)層的有效性，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)決策的系統(tǒng)方法，其主要目的是確定是否有足夠的保護(hù)層使過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)滿(mǎn)足企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)。LOPA是一種半定量的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，通常使用初始事件頻率、后果嚴(yán)重程度和獨(dú)立保護(hù)層（IPL）失效頻率的數(shù)量級(jí)大小來(lái)近似表征場(chǎng)景的風(fēng)險(xiǎn)。

本標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)LOPA基本程序進(jìn)行了明確的規(guī)范和詳細(xì)的描述，重點(diǎn)規(guī)定了LOPA場(chǎng)景與篩選、初始事件確認(rèn)、獨(dú)立保護(hù)層（IPL）、場(chǎng)景頻率計(jì)算、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策等方面的技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)的制定，可為國(guó)內(nèi)化工企業(yè)開(kāi)展LOPA提供技術(shù)指導(dǎo)，同時(shí)為L(zhǎng)OPA的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化奠定基礎(chǔ)。

保護(hù)層分析（LOPA）方法應(yīng)用導(dǎo)則

1  范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了化工企業(yè)采用LOPA方法的技術(shù)要求，包括LOPA基本程序、場(chǎng)景識(shí)別與篩選、初始事件確認(rèn)、獨(dú)立保護(hù)層評(píng)估、場(chǎng)景頻率技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策、LOPA報(bào)告和LOPA后續(xù)跟蹤及審查。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于化工企業(yè)新建、改建、擴(kuò)建和在役裝置（設(shè)施）的保護(hù)層分析。

2  規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 21109.1  過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全  第1部分：框架、定義、系統(tǒng)、硬件和軟件要求

AQ/T 3034  化工企業(yè)工藝安全管理實(shí)施導(dǎo)則

3  術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)

下列術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)適用于本文件。

3.1 術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1.1  

場(chǎng)景  scenario

可能導(dǎo)致不期望后果的一種事件或事件序列。每個(gè)場(chǎng)景至少包含兩個(gè)要素：初始事件及其后果。

3.1.2  

初始事件 initiating event

事故場(chǎng)景的初始原因。

3.1.3

后果  consequence

事件潛在影響的度量，一種事件可能有一種或多種后果。

3.1.4

保護(hù)層 protection layer

能夠阻止場(chǎng)景向不期望后果發(fā)展的設(shè)備、系統(tǒng)或行動(dòng)。

3.1.5

獨(dú)立保護(hù)層  independent protection layer

能夠阻止場(chǎng)景向不期望后果發(fā)展，并且獨(dú)立于場(chǎng)景的初始事件或其它保護(hù)層的設(shè)備、系統(tǒng)或行動(dòng)。

3.1.6

保護(hù)層分析 layer of protection analysis

通過(guò)分析事故場(chǎng)景初始事件、后果和獨(dú)立保護(hù)層，對(duì)事故場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行半定量評(píng)估的一種系統(tǒng)方法。

3.1.7

要求時(shí)的失效概率 probability of failure on demand

系統(tǒng)要求獨(dú)立保護(hù)層起作用時(shí)，獨(dú)立保護(hù)層發(fā)生失效，不能完成一個(gè)具體功能的概率。

3.1.8

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 risk assessment

將風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)果和風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)決策的過(guò)程。

3.1.9

安全儀表功能 safety instrumented function

為了達(dá)到功能安全所必需的具有特定安全完整性水平的安全功能。

3.1.10

安全關(guān)鍵設(shè)備 safety critical equipment

可提供獨(dú)立保護(hù)層降低場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，或?qū)?chǎng)景的風(fēng)險(xiǎn)由“不可接受風(fēng)險(xiǎn)”轉(zhuǎn)變?yōu)?amp;ldquo;可接受風(fēng)險(xiǎn)”的工程控制設(shè)備。

3.1.11

使能必要事件或條件 enabling event or condition

不直接導(dǎo)致場(chǎng)景的事件或條件，但是對(duì)于場(chǎng)景的繼續(xù)發(fā)展，這些事件或條件應(yīng)存在。

3.1.12

根原因 root cause

事故發(fā)生的根本原因。根原因通常是管理上存在的某種缺陷。

3.1.13

安全儀表系統(tǒng) safety instrumented system

用來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)儀表安全功能的儀表系統(tǒng)，可由傳感器、邏輯控制器和最終元件的任何組合組成。

3.1.14

防護(hù)措施 safeguard

可能中斷初始事件后的事件鏈或減輕后果的任何設(shè)備、系統(tǒng)或行動(dòng)。

3.1.15

“盡可能合理降低”原則 as low as reasonably practicable

在當(dāng)前的技術(shù)條件和合理的費(fèi)用下，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的控制要做到在合理可行的原則下“盡可能的低”。

3.2  縮略語(yǔ)

本標(biāo)準(zhǔn)使用的縮略語(yǔ)見(jiàn)表1。

表1  本標(biāo)準(zhǔn)使用的縮略語(yǔ)

4  LOPA基本程序

4.1  基本程序

4.1.1  保護(hù)層分析（LOPA）是在定性危害分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步評(píng)估保護(hù)層的有效性，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)決策的系統(tǒng)方法。其主要目的是確定是否有足夠的保護(hù)層使風(fēng)險(xiǎn)滿(mǎn)足企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

4.1.2  LOPA基本流程圖見(jiàn)附錄A，主要過(guò)程包括：

a）場(chǎng)景識(shí)別與篩選；

b）初始事件（IE）確認(rèn)；

c）獨(dú)立保護(hù)層（IPL）評(píng)估；

d）場(chǎng)景頻率計(jì)算；

e）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策；

f）后續(xù)跟蹤與審查。

4.1.3  在使用LOPA前，應(yīng)確定以下分析標(biāo)準(zhǔn)：

a）后果度量形式及后果分級(jí)方法；

b）后果頻率的計(jì)算方法；

c）IE頻率的確定方法；

d）IPL要求時(shí)的失效概率（PFD）的確定方法；

e）風(fēng)險(xiǎn)度量形式和風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn)；

f）分析結(jié)果與建議的審查及后續(xù)跟蹤。

4.2  應(yīng)用時(shí)機(jī)

4.2.1  在過(guò)程危害分析中出現(xiàn)以下情形時(shí)，可使用LOPA：

a）事故場(chǎng)景后果嚴(yán)重，需要確定后果的發(fā)生頻率；l

b）確定事故場(chǎng)景的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)以及事故場(chǎng)景中各種保護(hù)層降低的風(fēng)險(xiǎn)水平；

c）確定安全儀表功能（SIF）的安全完整性等級(jí)（SIL）；

d）確定過(guò)程中的安全關(guān)鍵設(shè)備或安全關(guān)鍵活動(dòng)；

e）其他適用LOPA的情形等。

4.2.2  LOPA應(yīng)用時(shí)機(jī)參見(jiàn)附錄B。當(dāng)無(wú)法確定事故場(chǎng)景的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可采用定量方法進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。 

4.2.3  LOPA的應(yīng)用有以下局限性：

a）LOPA不是識(shí)別危險(xiǎn)場(chǎng)景的工具，LOPA的正確執(zhí)行取決于定性危險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法所得出的危險(xiǎn)場(chǎng)景的準(zhǔn)確性，包括初始事件和相關(guān)的安全措施是否正確和全面；

b）當(dāng)使用LOPA時(shí)，只有如下條件滿(mǎn)足時(shí)才能進(jìn)行場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)比：

1）選擇失效數(shù)據(jù)的方法相同；

2）采用相同的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)；

c）LOPA是一種簡(jiǎn)化的方法，其計(jì)算結(jié)果并不是場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)的精確值。

4.3  小組組成

4.3.1  LOPA由一個(gè)小組完成。LOPA小組成員可包括但不限于以下人員：

a）組長(zhǎng)；

b）記錄員；

c）設(shè)計(jì)人員；

d）操作人員；

e）工藝人員；

f）設(shè)備工程師

g）儀表工程師；

h）安全工程師。

4.3.2  根據(jù)需要，可要求以下人員參加LOPA：

a）工藝包供應(yīng)商；

b）成套工藝設(shè)備供應(yīng)商；

c）公用工程工程師；

d）電氣工程師；

e）其他專(zhuān)業(yè)工程師。

4.3.3  如果LOPA是基于HAZOP分析的結(jié)果，LOPA小組人員組成宜包括HAZOP分析小組成員。

5  場(chǎng)景識(shí)別與篩選

5.1  場(chǎng)景應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求：

a）每個(gè)場(chǎng)景應(yīng)有唯一的IE及其對(duì)應(yīng)的單一后果；

b）當(dāng)同一IE導(dǎo)致不同的后果時(shí)，或多種IE導(dǎo)致同一后果時(shí)，應(yīng)假設(shè)多個(gè)場(chǎng)景；

c）當(dāng)場(chǎng)景中存在使能必要事件或條件，應(yīng)將其包含在場(chǎng)景中。

5.2  場(chǎng)景識(shí)別與信息來(lái)源

5.2.1  場(chǎng)景信息來(lái)源于危險(xiǎn)分析的結(jié)果，包括：

a）采用HAZOP分析方法進(jìn)行危害分析的結(jié)果；

b）采用AQ/T 3034中的工藝危害分析方法進(jìn)行危害分析的結(jié)果；

c）事故分析結(jié)果；

d）工藝變更分析；

e）安全儀表功能審查結(jié)果；

f）其他危害分析結(jié)果等。

5.2.2  當(dāng)利用HAZOP分析結(jié)果進(jìn)行LOPA時(shí)，兩者之間的信息對(duì)應(yīng)關(guān)系參見(jiàn)附錄C。

5.2.3  當(dāng)利用已有的定性危害分析結(jié)果進(jìn)行LOPA時(shí)，宜對(duì)定性危害分析的結(jié)果進(jìn)行審查，確保識(shí)別出所有的危害后果及導(dǎo)致后果的所有原因。

5.3  場(chǎng)景篩選

5.3.1  宜采用定性或定量的方法對(duì)場(chǎng)景后果的嚴(yán)重性進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)后果嚴(yán)重性評(píng)估結(jié)果對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行篩選。 

5.3.2  典型的后果種類(lèi)包括：人員傷害、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境和聲譽(yù)影響等。

6  初始事件確認(rèn)

6.1  IE一般包括外部事件、設(shè)備故障和人員失誤，具體分類(lèi)見(jiàn)表2。

表2  IE類(lèi)型

6.2  在確定IE時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：

a）宜對(duì)后果的原因進(jìn)行審查，確保該原因?yàn)楹蠊挠行E；

b）應(yīng)將每個(gè)原因細(xì)分為具體的失效事件，如“冷卻失效”可細(xì)分為冷卻劑泵故障、電力故障或控制回路失效；

c）人員失誤的根原因（如培訓(xùn)不完善）、設(shè)備的不完善測(cè)試和維護(hù)等不宜作為IE。

7  獨(dú)立保護(hù)層評(píng)估

7.1  IPL確定原則

化工企業(yè)保護(hù)層作為IPL時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求： 

a）獨(dú)立性：

1）獨(dú)立于IE的發(fā)生及其后果；

2）獨(dú)立于同一場(chǎng)景中的其它IPL。

b）有效性：

1）能檢測(cè)到響應(yīng)的條件；

2）在有效的時(shí)間內(nèi)，能及時(shí)響應(yīng)；

3）在可用的時(shí)間內(nèi)，有足夠的能力采取所要求的行動(dòng)；

4）滿(mǎn)足所選擇的PFD的要求。

c）安全性。應(yīng)使用管理控制或技術(shù)手段減少非故意的或未授權(quán)的變動(dòng)。

d）變更管理。設(shè)備、操作程序、原料、過(guò)程條件等任何改動(dòng)應(yīng)執(zhí)行變更管理程序，以滿(mǎn)足變更后保護(hù)層的IPL要求。

e）可審查性。應(yīng)有可用的信息、文檔和程序可查，以說(shuō)明保護(hù)層的設(shè)計(jì)、檢查、維護(hù)、測(cè)試和運(yùn)行活動(dòng)能夠使保護(hù)層達(dá)到IPL的要求。

7.2  化工企業(yè)典型保護(hù)層及作為IPL的要求

化工企業(yè)典型的保護(hù)層及作為IPL的要求見(jiàn)表3。

表3  化工企業(yè)典型的保護(hù)層及作為IPL的要求

7.3  不作為IPL的防護(hù)措施

通常不作為IPL的防護(hù)措施見(jiàn)表4。

表4  通常不作為IPL的防護(hù)措施

8  場(chǎng)景頻率計(jì)算

8.1  風(fēng)險(xiǎn)和頻率的定量計(jì)算

8.1.1  場(chǎng)景的發(fā)生頻率計(jì)算見(jiàn)式（1）：

                 （1）

式中：

f_i^C——初始事件i的后果C的發(fā)生頻率，單位為 /a；

f_i^I——初始事件i的發(fā)生頻率，單位為 /a；

PFD_ij——初始事件i中第j個(gè)阻止后果C發(fā)生的IPL的PFD。

8.1.2  在計(jì)算場(chǎng)景頻率時(shí)，可根據(jù)需要對(duì)場(chǎng)景頻率進(jìn)行修正，見(jiàn)式（2）~式（6）：

a）存在使能事件或條件時(shí)：

                            （2）

式中：

f_i^E——使能事件或條件發(fā)生概率；

b）采用點(diǎn)火概率、人員暴露和具體傷害的概率對(duì)不同后果場(chǎng)景頻率進(jìn)行修正：

1）火災(zāi)發(fā)生的頻率：

                          （3）

式中：

P_ig——點(diǎn)火概率；

2）人員暴露于火災(zāi)中的頻率：

                          （4）

式中：

P_ex——人員暴露概率；

3）火災(zāi)引起人員受傷的頻率：

                     （5）

式中：

P_d——人員受傷或死亡概率；

4）對(duì)于毒性影響，人員傷害的頻率方程與火災(zāi)傷害方程相似，毒性影響不需要點(diǎn)火概率，公式（5）變?yōu)椋?/p>

                              （6）

8.2  初始事件發(fā)生頻率和IPL的PFD

8.2.1  初始事件發(fā)生頻率和IPL的PFD數(shù)據(jù)可采用：

a) 行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；

b) 企業(yè)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；

c) 基于失效模式、影響和診斷分析（FMEDA）和故障樹(shù)分析（FTA）等的數(shù)據(jù)；

d）其他可用數(shù)據(jù)等。

8.2.2 選擇失效數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

a）在整個(gè)分析過(guò)程中，使用的所有失效數(shù)據(jù)的選用原則應(yīng)一致；

b）選擇的失效率數(shù)據(jù)應(yīng)具有行業(yè)代表性或能代表操作條件；

c）使用企業(yè)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，只有該歷史數(shù)據(jù)充足并具有統(tǒng)計(jì)意義時(shí)才能使用；

d）使用普通的行業(yè)數(shù)據(jù)時(shí)，可根據(jù)企業(yè)的具體條件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正；

e）可對(duì)失效頻率數(shù)據(jù)取整至最近的整數(shù)數(shù)量級(jí)。 

8.2.3  在確定IE發(fā)生頻率和典型IPL的PFD時(shí)，應(yīng)考慮實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境對(duì)發(fā)生頻率或PFD的影響：

a）當(dāng)系統(tǒng)或操作不連續(xù)（裝載/卸載、間歇工藝等）時(shí)，應(yīng)根據(jù)其實(shí)際的運(yùn)行時(shí)間對(duì)失效頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行修正；

b）在確定安全閥、阻火器或隔爆器等設(shè)備的PFD時(shí)，應(yīng)考慮其實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中可能出現(xiàn)的污染、堵塞、腐蝕、不恰當(dāng)維護(hù)等因素對(duì)PFD進(jìn)行修正；

c）典型IE發(fā)生頻率和典型IPL的PFD參見(jiàn)附錄E。

9  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策

9.1  對(duì)事故場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)，可根據(jù)場(chǎng)景頻率計(jì)算結(jié)果和后果等級(jí)，使用定量數(shù)值風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險(xiǎn)矩陣等形式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估，定量數(shù)值風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)矩陣示例參見(jiàn)附錄F。

9.2  根據(jù)事故場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)決策，風(fēng)險(xiǎn)決策宜采取ALARP原則，將事故場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受風(fēng)險(xiǎn)水平，ALARP和可接受風(fēng)險(xiǎn)水平概念參見(jiàn)附錄F。

10  LOPA報(bào)告

10.1  LOPA分析結(jié)束時(shí)，應(yīng)生成LOPA記錄表和報(bào)告。LOPA分析案例和記錄表形式可參見(jiàn)附錄G。10.2  LOPA報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

a）場(chǎng)景的信息來(lái)源說(shuō)明；

b）企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)；

c）IE發(fā)生頻率和IPL的PFD；

d）場(chǎng)景中IPL和非IPL的評(píng)估結(jié)果；

e）場(chǎng)景的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果；

f）滿(mǎn)足風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求采取的行動(dòng)及后續(xù)跟蹤；

g）如果有必要，對(duì)需要采取不同技術(shù)進(jìn)行深入研究的問(wèn)題提出建議；

h）對(duì)分析期間所發(fā)現(xiàn)的不確定情況及不確定數(shù)據(jù)的處理；

i）分析小組使用的所有圖紙、說(shuō)明書(shū)、數(shù)據(jù)表和危險(xiǎn)分析報(bào)告等的清單（包括引用的版本號(hào)）； 

j）參加分析的小組成員名單。

10.3  LOPA報(bào)告應(yīng)經(jīng)小組成員簽字確認(rèn)。若LOPA小組不能達(dá)成一致意見(jiàn)，應(yīng)記錄原因。

11  LOPA后續(xù)跟蹤及審查

11.1  宜對(duì)LOPA分析結(jié)果的執(zhí)行情況進(jìn)行后續(xù)跟蹤，對(duì)LOPA提出的降低風(fēng)險(xiǎn)行動(dòng)的實(shí)施情況進(jìn)行落實(shí)。

11.2  LOPA的程序和分析結(jié)果可接受相關(guān)的審查。

附錄A

（規(guī)范性附錄）

LOPA基本程序

LOPA基本程序如圖A.1所示，包括：

a）場(chǎng)景識(shí)別與篩選。LOPA通常評(píng)估先前危害分析研究中識(shí)別的場(chǎng)景。分析人員可采用定性或定量的方法對(duì)這些場(chǎng)景后果的嚴(yán)重性進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)后果嚴(yán)重性評(píng)估結(jié)果對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行篩選；

b）初始事件確認(rèn)。首先，選擇一個(gè)事故場(chǎng)景，LOPA一次只能選擇一個(gè)場(chǎng)景；然后確定場(chǎng)景IE。IE包括外部事件、設(shè)備故障和人員行為失效；

c）IPL評(píng)估。評(píng)估現(xiàn)有的防護(hù)措施是否滿(mǎn)足IPL的要求是LOPA的核心內(nèi)容；

d）場(chǎng)景頻率計(jì)算。將后果、IE頻率和IPL的PFD等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，確定場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)；

e）評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，作出決策。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，確定是否采取相應(yīng)措施降低風(fēng)險(xiǎn)。然后，重復(fù)步驟b）～e）直到所有的場(chǎng)景分析完畢；

f）后續(xù)跟蹤和審查。LOPA分析完成后，對(duì)提出降低風(fēng)險(xiǎn)措施的落實(shí)情況應(yīng)進(jìn)行跟蹤。應(yīng)對(duì)LOPA的程序和分析結(jié)果進(jìn)行審查。

圖A.1  保護(hù)層分析的基本程序

附錄B

（資料性附錄）

LOPA應(yīng)用時(shí)機(jī)

圖B.1  LOPA的應(yīng)用時(shí)機(jī)

事故后果是否嚴(yán)重可根據(jù)企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)確定，以表F.3為例，通?？烧J(rèn)為4級(jí)及以上的后果為嚴(yán)重后果。

附錄C

（資料性附錄）

HAZOP信息與LOPA信息的關(guān)系

圖C.1  HAZOP信息與LOPA信息的關(guān)系

附錄D

（資料性附錄）

BPCS多個(gè)回路作為IPL的評(píng)估方法

D.1  同一BPCS多個(gè)功能回路作為IPL的評(píng)估方法

D.1.1  在同一場(chǎng)景中，當(dāng)同一BPCS具有多個(gè)功能回路時(shí)，其IPL的評(píng)估可使用方法A或方法B。

D.1.2  方法A假設(shè)一個(gè)單獨(dú)BPCS回路失效，則其它所有共享相同邏輯控制器的BPCS回路都失效。對(duì)單一的BPCS，只允許有一個(gè)IPL，且應(yīng)獨(dú)立于IE或任何使能事件。

D.1.3  方法B假設(shè)一個(gè)BPCS回路失效，最有可能是傳感器或最終控制元件失效，而B(niǎo)PCS邏輯控制器仍能正常運(yùn)行。BPCS邏輯控制器的PFD比BPCS回路其它部件的PFD至少低兩個(gè)數(shù)量級(jí)。方法B允許同一BPCS有一個(gè)以上的IPL。如圖D.1所示，兩個(gè)BPCS回路使用相同的邏輯控制器。假設(shè)這兩個(gè)回路滿(mǎn)足作為同一場(chǎng)景下IPL的其它要求，方法A只允許其中一個(gè)回路作為IPL，方法B允許兩個(gè)回路都作為同一場(chǎng)景下的IPL。

圖D.1  同一場(chǎng)景下共享同一BPCS邏輯控制器的多條回路

D.2  同一場(chǎng)景下，同一BPCS多個(gè)功能回路同時(shí)作為IPL的要求

D.2.1  同一場(chǎng)景下，同一BPCS的多個(gè)功能回路同時(shí)作為IPL時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足：

a）BPCS具有完善的安全訪(fǎng)問(wèn)程序，應(yīng)確保將BPCS編程、變更或操作上潛在的人為失誤降低到可接受水平；

b）BPCS回路中的傳感器與最終執(zhí)行元件在BPCS回路的所有部件中具有最高的失效概率值。

D.2.2  如果傳感器或最終執(zhí)行元件是場(chǎng)景中其它IPL的公共組件或是IE的一部分，則多個(gè)回路不應(yīng)作為多個(gè)IPL。如圖D.2所示，BPCS回路1和回路2均使用同一傳感器，在這個(gè)場(chǎng)景下，則這兩個(gè)BPCS回路只能作為一個(gè)IPL。同樣，如果最終執(zhí)行元件（或相同報(bào)警和操作人員響應(yīng)）被共享在兩個(gè)BPCS回路，那么這兩個(gè)BPCS回路也只能作為一個(gè)IPL。

圖D.2  同一場(chǎng)景下共享傳感器的BPCS回路

D.2.3  共享邏輯控制器輸入卡或輸出卡的額外BPCS回路不宜同時(shí)作為IPL。如圖D.3所示，假設(shè)滿(mǎn)足IPL的所有其它要求，則回路（傳感器A→輸入卡1→邏輯控制器→輸出卡1→最終執(zhí)行元件1）可確定為IPL。如果第二個(gè)控制回路的路徑為（傳感器D→輸入卡2→邏輯控制器→輸出卡2→最終執(zhí)行元件4），那么此回路也可確定為IPL。但是，如果第二個(gè)回路的路徑為（傳感器D→輸入卡2→邏輯控制器→輸出卡1→最終執(zhí)行元件2），那么此回路不能作為IPL，因?yàn)檩敵隹?共享在兩個(gè)回路中。

注：1、2、3、4是最終執(zhí)行元件

圖D.3  相同場(chǎng)景下共享輸入/輸出卡的影響

D.2.4  如果IE不涉及BPCS邏輯控制器失效，每一個(gè)回路都滿(mǎn)足IPL的所有要求，在同一場(chǎng)景下，作為IPL的BPCS回路不應(yīng)超過(guò)2個(gè)。如圖D.4所示，如果所有4個(gè)回路各自滿(mǎn)足相同場(chǎng)景下IPL的要求，在使用方法B時(shí)，最多只有兩個(gè)回路被作為IPL。

圖D.4  相同場(chǎng)景下BPCS功能回路作為IPL的最大數(shù)量

D.2.5  所有BPCS回路IPL總的PFD，不宜低于1×10^-2。

D.2.6  最終執(zhí)行元件可以是機(jī)械動(dòng)作（例如：關(guān)閉閥門(mén)、啟動(dòng)泵）或一種是機(jī)械動(dòng)作，另一種是要求人員采取行動(dòng)的報(bào)警。在同一場(chǎng)景中，不宜將兩個(gè)人員響應(yīng)同時(shí)作為IPL，除非證明它們完全獨(dú)立并且滿(mǎn)足人員行動(dòng)作為IPL的所有要求。

D.2.7  IE或使能事件涉及BPCS回路失效時(shí)，在同一場(chǎng)景中，宜只將1個(gè)BPCS回路作為IPL。如果人員失效是IE，不宜將啟動(dòng)人員行動(dòng)的BPCS報(bào)警視為IPL。

D.3  同一場(chǎng)景下，同一BPCS多個(gè)功能回路同時(shí)作為IPL的數(shù)據(jù)和人員要求

D.3.1  對(duì)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析的要求如下：

a）方法B假設(shè)BPCS邏輯控制器的PFD比BPCS回路其它部件的PFD至少低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，應(yīng)具有支持這個(gè)假設(shè)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。這些數(shù)據(jù)包括：

1）BPCS邏輯控制器、輸入/輸出卡、傳感器、最終執(zhí)行元件、人員響應(yīng)等歷史性能數(shù)據(jù)；

2）系統(tǒng)制造商提供的數(shù)據(jù)；

3）檢查、維護(hù)和功能性測(cè)試數(shù)據(jù)；

4）儀表圖、管道和儀表流程圖（P&ID）、回路圖、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等資料；

5）訪(fǎng)問(wèn)BPCS，進(jìn)行程序更改、旁路報(bào)警等安全訪(fǎng)問(wèn)BPCS的信息。

b）對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析應(yīng)包括：

1）計(jì)算設(shè)備或系統(tǒng)BPCS回路組件的有效失效率；

2）各種組件，特別是BPCS邏輯控制器PFD數(shù)據(jù)的比較；

3）邏輯輸入/輸出卡及相關(guān)回路的獨(dú)立性評(píng)估；

4）安全訪(fǎng)問(wèn)控制充分性評(píng)估；

5）使用多重BPCS回路作為同一場(chǎng)景下的多個(gè)IPL的合適性評(píng)估。

D.3.2  對(duì)分析人員的要求如下：

a）分析人員應(yīng)能夠：

1）判斷是否有足夠和完整的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是否能滿(mǎn)足足夠精度的計(jì)算；

2）了解儀表的設(shè)計(jì)和BPCS系統(tǒng)是否滿(mǎn)足獨(dú)立性要求；

3）理解建議的IPL對(duì)工藝或系統(tǒng)的影響。

b）分析小組或人員應(yīng)具有相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，如：

1）對(duì)BPCS邏輯控制器具有足夠低的PFD的獨(dú)立第三方認(rèn)證；

2）對(duì)歷史性能數(shù)據(jù)和維修記錄的分析，建立設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)使多個(gè)BPCS回路滿(mǎn)足IPL的要求；

3）設(shè)計(jì)并執(zhí)行多個(gè)BPCS回路系統(tǒng)使之滿(mǎn)足獨(dú)立性與可靠性要求等。

c）如果分析小組或人員不能滿(mǎn)足以上要求，那么在判斷BPCS回路作為IPL時(shí)，宜使用方法A進(jìn)行分析。

附錄E 

（資料性附錄）

失效數(shù)據(jù)

表E.1  IE典型頻率值

表E.2  某公司采用的IE典型頻率值

表E.3  化工行業(yè)典型IPL的PFD

附錄F 

（資料性附錄）

風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和ALARP原則

F.1 風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)

表F.1 數(shù)值風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)（廠外個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)）

表F.2  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣

表F.3  后果定性分級(jí)方法

F.2 ALARP原則

F.2.1 ALARP原則

ALARP原則指在當(dāng)前的技術(shù)條件和合理的費(fèi)用下，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的控制要做到在合理可行的原則下“盡可能的低”。按照ALARP原則，風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域可分為：

a）不可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。在本標(biāo)準(zhǔn)F.2中指高風(fēng)險(xiǎn)和很高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域，除非特殊情況，風(fēng)險(xiǎn)是不可接受的 ；

b）允許的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。在本標(biāo)準(zhǔn)F.2指中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)必須滿(mǎn)足以下條件之一時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)才是可允許的：

1）在當(dāng)前的技術(shù)條件下，進(jìn)一步降低風(fēng)險(xiǎn)不可行

2）降低風(fēng)險(xiǎn)所需的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降低風(fēng)險(xiǎn)所獲得的收益

c）廣泛可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。在本標(biāo)準(zhǔn)F.2中指低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域，剩余風(fēng)險(xiǎn)水平是可忽略的，一般不要求進(jìn)一步采取措施降低風(fēng)險(xiǎn)。

圖F.1  ALARP原則

ALARP原則推薦在合理可行的情況下，把風(fēng)險(xiǎn)降低到“盡可能低”。如果一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)位于兩種極端情況（高風(fēng)險(xiǎn)及以上不可接受區(qū)域和廣泛可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域）之間，如果使用了ALARP原則，則所得到的風(fēng)險(xiǎn)可認(rèn)為是可允許的風(fēng)險(xiǎn)。

如果風(fēng)險(xiǎn)處于高風(fēng)險(xiǎn)及以上區(qū)域，則該風(fēng)險(xiǎn)是不可接受的，應(yīng)把它降低到可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。

在廣泛可接受的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，不需要進(jìn)一步降低風(fēng)險(xiǎn)，但有必要保持警惕以確保風(fēng)險(xiǎn)維持在這一水平。

F.2.2 可接受風(fēng)險(xiǎn)水平

根據(jù)ALARP原則，可接受風(fēng)險(xiǎn)水平指允許的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域或廣泛可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

附錄G

（資料性附錄）

LOPA示例

附錄G包含的示例旨在舉例說(shuō)明本標(biāo)準(zhǔn)中描述的LOPA分析流程。示例中的工藝設(shè)計(jì)已進(jìn)行了簡(jiǎn)化，僅用于演示。采用附錄F的風(fēng)險(xiǎn)矩陣進(jìn)行LOPA場(chǎng)景篩選和風(fēng)險(xiǎn)決策。

G.1  正己烷緩沖罐溢流

G.1.1  工藝描述

簡(jiǎn)化P&ID見(jiàn)圖G.1。示例的詳細(xì)描述可參見(jiàn)《Layer of Protection Analysis—Simplified Process Risk Assessment》。來(lái)自上游工藝單元的正己烷進(jìn)入正己烷緩沖罐T-401。正己烷供料管道總是帶壓。正己烷緩沖罐液位受液位控制回路（LIC-90）控制，LIC-90檢測(cè)儲(chǔ)罐液位，通過(guò)調(diào)節(jié)液位閥（LV-90）控制液位。正己烷輸往下游工藝使用。LIC回路包括提醒操作人員的高液位報(bào)警（LAH-90）。儲(chǔ)罐總?cè)萘繛?0 t，通常盛裝一半的容量。儲(chǔ)罐位于防火堤內(nèi)，該防火堤能夠容納45 t正己烷。

圖G.1  正己烷緩沖罐溢流

G.1.2  場(chǎng)景識(shí)別與篩選

采用前期進(jìn)行的HAZOP分析作為場(chǎng)景信息來(lái)源。正己烷緩沖罐T-401的HAZOP分析結(jié)果見(jiàn)表G.1。根據(jù)后果分級(jí)表F.3，篩選進(jìn)行LOPA分析的場(chǎng)景。本例選擇分析的場(chǎng)景為正己烷緩沖罐溢流，防火堤發(fā)生失效，導(dǎo)致大面積火災(zāi)，造成人員的傷亡，后果等級(jí)為5。

表G.1  正己烷緩沖罐T-401 HAZOP分析

G.1.3  IE確認(rèn)

本例選定IE為BPCS液位控制回路失效，根據(jù)表E.1，其失效頻率為1×10^-1 /a。

G.1.4  IPL評(píng)估

a）防火堤

一旦發(fā)生罐體溢流，合適的防火堤可以包容這些溢流物。如果防火堤失效，將發(fā)生大面積擴(kuò)散，從而發(fā)生潛在的火災(zāi)、損害和死亡。防火堤滿(mǎn)足IPL所有的要求，包括：

1）如果按照設(shè)計(jì)運(yùn)行，防火堤可有效地包容儲(chǔ)罐的溢流；

2）防火堤獨(dú)立于任何其他獨(dú)立保護(hù)層和IE；

3）可以審查防火堤的設(shè)計(jì)、建造和目前的狀況。

對(duì)于本例，根據(jù)表E.3，防火堤的PFD取1 × 10^-2。

b）BPCS報(bào)警和人員響應(yīng)行動(dòng)

在本例中，人員行動(dòng)不作為獨(dú)立保護(hù)層，原因如下：

1）由于操作人員不總是在現(xiàn)場(chǎng)，在防火堤失效導(dǎo)致重大釋放前，不能假設(shè)獨(dú)立于任何報(bào)警的操作人員行動(dòng)能有效地檢測(cè)和阻止釋放。

2）BPCS液位控制回路失效（IE）導(dǎo)致系統(tǒng)不能產(chǎn)生報(bào)警，從而不能提醒操作人員采取行動(dòng)以阻止緩沖罐進(jìn)料。因此，BPCS產(chǎn)生的任何報(bào)警不能完全獨(dú)立于BPCS系統(tǒng)，不能作為獨(dú)立保護(hù)層。

c）安全閥

緩沖罐上的安全閥無(wú)法防止緩沖罐發(fā)生溢流，因此，對(duì)于本場(chǎng)景，安全閥不是IPL。

G.1.5  場(chǎng)景頻率計(jì)算

取點(diǎn)火概率為1，人員暴露概率為0.5，人員傷亡概率為0.5，則后果發(fā)生頻率為：

f_i^C= f_i^I×PFD_dike×P_ig×P_ex×P_d

=（1×10^-1/a）×（1×10^-2）×1×0.5×0.5

=2.5×10^-4/a

=2×10^-4/a（取整）

式中：

f_i^C——初始事件i的后果C的發(fā)生頻率，單位為 /a；

f_i^I ——初始事件i的發(fā)生頻率，單位為 /a；

PFD_dike——防火堤的PFD；

P_ig ——點(diǎn)火概率；

P_ex ——人員暴露概率；

P_d ——人員傷亡概率。

G.1.6  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策

緩沖罐LIC失效，溢流物未被防火堤包容，溢出物被點(diǎn)燃，造成人員傷亡，后果等級(jí)為5級(jí)。事件發(fā)生的頻率為2×10^-4 /a。根據(jù)后果等級(jí)5和頻率2×10^-4 /a，查詢(xún)表F.2，其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為高風(fēng)險(xiǎn)，要求：選擇合適的時(shí)機(jī)采取行動(dòng)。

分析小組決定安裝一個(gè)獨(dú)立的SIF，用于檢測(cè)和阻止溢流。本SIF采用獨(dú)立的液位傳感器，邏輯控制器和獨(dú)立的截?cái)嚅y，見(jiàn)圖G.2中粗線(xiàn)部分。當(dāng)檢測(cè)到高液位時(shí)，該SIF聯(lián)鎖關(guān)流量控制閥LV-90和遠(yuǎn)程截?cái)嚅y?？筛鶕?jù)企業(yè)具體的風(fēng)險(xiǎn)控制要求，確定該SIF的SIL。在本例中，確定該SIF的FPD為1×10^-2（SIL1）。對(duì)于場(chǎng)景，SIF將釋放事件的頻率從2×10^-4 /a降低到2×10^-6 /a。在風(fēng)險(xiǎn)矩陣中，對(duì)于后果等級(jí)5，頻率為2×10^-6 /a的事件，其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中風(fēng)險(xiǎn)，要求：可選擇性的采取行動(dòng)。此時(shí)，企業(yè)可采用成本效益分析，決定是否需采用額外的措施進(jìn)一步降低風(fēng)險(xiǎn)。

圖G.2  正己烷緩沖罐溢流（增加IPL后）

G.1.7  LOPA記錄表

本案例LOPA記錄表見(jiàn)表G.2。

表G.2  LOPA記錄表

G.2  PVC反應(yīng)器

G.2.1  工藝描述

圖G.3為氯乙烯單體（VCM）生產(chǎn)聚氯乙烯（PVC）工藝的簡(jiǎn)化P&ID圖。示例的詳細(xì)描述可參見(jiàn)《Layer of Protection Analysis—Simplified Process Risk Assessment》。此過(guò)程為間歇聚合反應(yīng)。水、液態(tài)VCM、引發(fā)劑和添加劑通過(guò)同一噴管注入攪動(dòng)的夾套反應(yīng)器內(nèi)。注入噴管與安全閥（PSV）相連接，抑制劑也可通過(guò)同一噴管添加。

圖G.3  PVC工藝簡(jiǎn)化P&ID圖

G.2.2  場(chǎng)景識(shí)別與篩選

根據(jù)前期進(jìn)行的危害分析，通過(guò)后果分級(jí)表F.3，篩選進(jìn)行LOPA的場(chǎng)景。表G.3為篩選出的LOPA場(chǎng)景。本例以場(chǎng)景1為例進(jìn)行分析。場(chǎng)景1為冷卻水失效，導(dǎo)致反應(yīng)失控，反應(yīng)器潛在的超壓、泄漏、斷裂，造成人員受傷和死亡，后果等級(jí)為5級(jí)。

表G.3 篩選出的LOPA場(chǎng)景

G.2.3  初始事件確認(rèn)

本例選定IE為冷卻水失效，根據(jù)表E.1，其失效頻率為1 × 10^-1。冷卻水損失引起反應(yīng)失控的反應(yīng)器條件概率為0.5。

G.2.4  IPL評(píng)估

a）BPCS報(bào)警和人員響應(yīng)行動(dòng)

冷卻水失效時(shí)，BPCS將會(huì)產(chǎn)生低流量報(bào)警，人員添加抑制劑。BPCS報(bào)警和人員響應(yīng)可滿(mǎn)足IPL的要求，包括：

1）BPCS報(bào)警和人員響應(yīng)獨(dú)立于IE和其他獨(dú)立保護(hù)層；

2）僅要求操作人員執(zhí)行添加抑制劑的行動(dòng)，任務(wù)具有單一性和可操作性；

3）操作人員有足夠的響應(yīng)時(shí)間； 

4）如果操作人員訓(xùn)練有素，身體條件合適，則能夠完成報(bào)警所觸發(fā)的操作任務(wù)。

對(duì)于本例，根據(jù)表E.3，該IPL的PFD取1 × 10^-1。

b）安全閥

安全閥可防止反應(yīng)器發(fā)生超壓泄漏，但是由于安全閥放空與抑制劑的添加共用同一管道，無(wú)法保證安全閥放空與抑制劑的添加可以同時(shí)進(jìn)行，因此需修改安全閥設(shè)計(jì)，安全閥安裝獨(dú)立的放空管線(xiàn)。此外，考慮在安全閥下增加氮?dú)獯祾?，以最小化管線(xiàn)或閥門(mén)進(jìn)口聚合物沉積或凍結(jié)。變更后，如果安全閥安裝和維護(hù)符合IPL的要求，可作為IPL。

對(duì)于本例，根據(jù)表E.3，變更后該IPL的PFD取1 × 10^-2。

c）緊急冷卻系統(tǒng)（蒸氣渦輪機(jī)）

在本例中，緊急冷卻系統(tǒng)不能作為IPL，因?yàn)槠洳华?dú)立于IE，與冷卻水系統(tǒng)有多個(gè)公共元件（管線(xiàn)、閥門(mén)等）。這些公共元件在引起冷卻水失效時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致緊急冷卻系統(tǒng)失效。

G.2.5 場(chǎng)景頻率計(jì)算

后果發(fā)生頻率為：

f_i^C= f_i^I×P_c×PFD_BPCS×PFD_PSV

=（1×10^-1/a）×0.5×（1×10^-2）×1×10^-1

=5×10^-5/a

式中：

f_i^C——IEi的后果C的發(fā)生頻率，單位為 /a；

f_i^I ——IEi的發(fā)生頻率，單位為 /a；

P_C ——條件概率；

PFD_BPCS ——BPCS報(bào)警和人員響應(yīng)行動(dòng)的PFD；

PFD_PSV ——安全閥的PFD。

G.2.6  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策

冷卻水失效，導(dǎo)致反應(yīng)失控，反應(yīng)器潛在的超壓、泄漏、斷裂，潛在的受傷和死亡，后果等級(jí)為5級(jí)。后果發(fā)生的頻率為5×10^-5 /a。根據(jù)后果等級(jí)5和頻率5×10^-5 /a，查詢(xún)表F.2，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中風(fēng)險(xiǎn)，要求：可選擇性的采取行動(dòng)。

分析小組決定安裝一個(gè)獨(dú)立的SIF，當(dāng)檢測(cè)到超壓時(shí)，聯(lián)鎖打開(kāi)放空閥。放空閥具有獨(dú)立的放空管線(xiàn)，同樣在放空閥下考慮增加氮?dú)獯祾?。該SIF的設(shè)置見(jiàn)圖G.4粗線(xiàn)部分?？筛鶕?jù)企業(yè)具體的風(fēng)險(xiǎn)控制要求，確定該SIF的SIL。在本例中，確定該SIF的FFD為1×10^-2 （SIL1）。對(duì)于場(chǎng)景，SIF將釋放事件的頻率從5×10^-5 /a降低到5×10^-7 /a。根據(jù)表F.2，對(duì)于后果等級(jí)5，頻率為5×10^-7 /a的事件，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為低風(fēng)險(xiǎn)，不需采取行動(dòng)。

圖G.4  PVC工藝簡(jiǎn)化P&ID圖（增加IPL后）

G.2.7  LOPA記錄表

本案例LOPA記錄表如表G.4所示。

表G.4  LOPA記錄表

G.3  循環(huán)氫加熱爐

G.3.1  工藝描述

加氫裂化裝置循環(huán)氫加熱爐簡(jiǎn)化P&ID圖見(jiàn)圖G.5。該循環(huán)氫加熱爐為立管立式爐，介質(zhì)流量為6000Nm^3/h，爐管的設(shè)計(jì)壓力為20MPa，對(duì)流段設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為1139kW，輻射段設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為3877kW，用于加熱循環(huán)氫。該爐子位于加氫裂化反應(yīng)器入口，氫氣經(jīng)過(guò)爐子加熱后與精制油、循環(huán)油、熱高分來(lái)的常規(guī)液態(tài)烴混合進(jìn)入加氫裂化反應(yīng)器。

圖G.5  加氫裂化裝置循環(huán)氫加熱爐簡(jiǎn)化P&ID圖

G.3.2  場(chǎng)景識(shí)別與篩選

采用HAZOP分析辨識(shí)工藝中存在的主要危險(xiǎn)，通過(guò)后果分級(jí)表F.3，篩選進(jìn)行LOPA的場(chǎng)景。表G.5為篩選出的LOPA場(chǎng)景。本例以場(chǎng)景2為例進(jìn)行分析。場(chǎng)景2為燃料氣總管壓力低造成加熱爐熄火，爐內(nèi)燃料氣積聚導(dǎo)致遇明火爆炸。后果等級(jí)為4級(jí)。

表G.7 篩選出的LOPA場(chǎng)景

G.2.3  初始事件確認(rèn)

本例選定IE為燃料氣總管壓力傳感器故障，人員未及時(shí)響應(yīng)，根據(jù)表E.1，其失效頻率為1 × 10^-2。

G.2.4  IPL評(píng)估

燃料氣總管壓力設(shè)有SIF。當(dāng)PT3108檢測(cè)到燃料氣壓力過(guò)低時(shí)，SIF邏輯控制器輸出信號(hào)關(guān)閉XCV31404A和XCV3104B，同時(shí)切斷去主火嘴的燃料氣和去長(zhǎng)明燈的燃料氣，熄滅火嘴和長(zhǎng)明燈，防止加熱爐內(nèi)因熄火出現(xiàn)燃料氣積聚而導(dǎo)致遇明火爆炸。但是，由于該SIF與人員響應(yīng)得到的報(bào)警共用一個(gè)傳感器，不獨(dú)立于初始事件的發(fā)生，所以，該SIF不能作為IPL。

G.2.5 場(chǎng)景頻率計(jì)算

后果發(fā)生頻率為：

f_i^C= f_i^I=1×10^-2/a

式中：

f_i^C——IEi的后果C的發(fā)生頻率，單位為 /a；

f_i^I ——IEi的發(fā)生頻率，單位為 /a；

G.2.6  風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策

燃料氣總管壓力低造成加熱爐熄火，爐內(nèi)燃料氣積聚導(dǎo)致遇明火爆炸，后果等級(jí)為4級(jí)。后果發(fā)生的頻率為1×10^-2 /a。根據(jù)后果等級(jí)4和頻率1×10^-2 /a，查詢(xún)表F.2，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為高風(fēng)險(xiǎn)，要求：選擇合適的時(shí)機(jī)采取行動(dòng)。

分析小組將燃料氣總管壓力低報(bào)警和人員響應(yīng)系統(tǒng)與燃料氣總管壓力SIF在硬件上獨(dú)立。此時(shí)，燃料氣總管壓力SIF可作為IPL。可根據(jù)企業(yè)具體的風(fēng)險(xiǎn)控制要求，確定該SIF的SIL。在本例中，確定該SIF的FFD為1×10^-2 （SIL1）。對(duì)于場(chǎng)景，SIF將釋放事件的頻率從1×10^-2 /a降低到1×10^-4 /a。根據(jù)表F.2，對(duì)于后果等級(jí)4，頻率為1×10^-4 /a的事件，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)可采用成本效益分析，決定是否需采用額外的措施進(jìn)一步降低風(fēng)險(xiǎn)。

G.2.7  LOPA記錄表

本案例LOPA記錄表如表G.6所示。

表G.6  LOPA記錄表