保护层分析LOPA方法简介

保护层分析（ LOPA） 方法简介 万古军 中国石化安全工程研究院 高级工程师 2 主要内容 什么是 LOPA 1 LOPA步骤 2 LOPA其他要求 3 LOPA实例 4 3 1 什么是 LOPA 4 ijii I i J j ij I i C i PFDPFDPFDfPFDff 21 1 IPL1 IPL2 IPL3 PFD1 PFD2 PFD3 初始事件频率 成功 成功 成功 后果频率 安全结果 安全结果 安全结果 注： 箭头宽度代表 后果频率大小， 长度代表后果严重性 IPL 独立保护层 PFD 要求时失效概率 1 什么是 LOPA 5 1 什么是 LOPA 保护层分析 （ LOPA） 是在定性危害分 析的基础上 ， 进一步评估保护层的有效 性 ， 并进行风险决策的系统方法 其主要目的是确定是否有足够的保护 层使风险满足企业的风险标准 基于事故场景的一种半定量分析方法 6 发展历程 20世纪 80年代末：美国化学品制造商协会出版了 责任关怀 过程安全管理实施准则 ， 书中建议将 “ 足够的保护层 ” 作为有效的过程安全管理系统的一个组成部分 。 1993年：美国 CCPS 化工过程安全自动化指南 ， 书中建 议将 LOPA作为确定安全仪表功能完整性水平的方法之一 。 2001年： CCPS发布了 保护层分析 简化的过程风险评 估 ， 书中详细地讨论了 LOPA的基本规则和应用 。 2003年：国际电工委员会 （ IEC） 发布了 IEC61511：过程工 业领域安全仪表系统的功能安全 ， 将 LOPA技术作为确定安 全仪表系统完整性水平的推荐方法之一 。 1 什么是 LOPA 7 主要内容 什么是 LOPA 1 LOPA步骤 2 LOPA其他要求 3 LOPA实例 4 8 2 LOPA步骤 a）场景识别与筛选 b）初始事件（ IE）确认 c）独立保护层（ IPL）评估 d）场景频率计算 e）风险评估与决策 f）后续跟踪与审查 场景信息 变更分 析 事故分 析 HAZOP分 析 9 2 LOPA步骤 10 2 LOPA步骤 后果严重性 11 2 LOPA步骤 后果严重性等级评估 泄漏量 泄漏物质 泄漏量 1 5kg 5 50kg 50500kg 500kg5t 5 50t 50t 剧毒 ， 温度 B.P 3 4 5 5 5 5 剧毒 ， 温度 B.P 2 3 4 5 5 5 高 毒 性 ， 温度 B.P 2 2 3 4 5 5 易燃 ， 温度 50t 剧毒 ， 温度 B.P 3 4 5 5 5 5 剧毒 ， 温度 B.P 2 3 4 5 5 5 高 毒 性 ， 温度 B.P 2 2 3 4 5 5 易燃 ， 温度 B.P 1 2 3 3 4 5 可燃液体 1 1 1 2 2 3 53 4 LOPA实例 1） 场景识别与筛选 液位控制回路失效导致缓冲罐溢流 ， 并且由于防火堤 失效而导致溢出物流出防火堤 2） 初始事件确认 初始事件为液位控制回路失效 ， 初始事件频率为： f I= 1 10-1/a 54 4 LOPA实例 3） 独立保护层评估 BPCS报警和人员响应： BPCS液位控制回路失效 （ 初始事件 ） 导致系统不能产生报警 ， 从而不能提醒操作人员采取行动 以阻止缓冲罐进料 。 因此 ， BPCS产生的任何报警不能完全独 立于 BPCS系统 ， 不能作为独立保护层 安全阀：缓冲罐上的安全阀无法防止缓冲罐发生溢流 ， 因 此 ， 对于本场景 ， 安全阀不是独立保护层 防火堤：可作为 IPL： 如果按照设计运行 ， 防火堤可有效地包容储罐的溢流； 防火堤独立于任何其他独立保护层和初始事件 。 55 4 LOPA实例 4） 场景频率计算 fiC=fiI PFDd =1 10-1/a 0.01 =1 10-3/a 56 4 LOPA实例 5） 风险评估与决策 后 果 等 级 5 低 中 中 高 高 很高 很高 4 低 低 中 中 高 高 很高 3 低 低 低 中 中 中 高 2 低 低 低 低 中 中 中 1 低 低 低 低 低 中 中 10-610-7 10-510-6 10-410-5 10-310-4 10-210-3 10-110-2 110-1 频 率 等 级（每年） 57 4 LOPA实例 5） 风险评估与决策 分析小组决定安装一个独立的 SIF， 其 PFD为 1 10-2， 用 于检测和阻止溢流 。 对于场景 ， SIF将释放事件的频率从 1 10 3/a降低到 1 10 5/a。 在风险矩阵中 ， 对于后果等级 4 ， 频率为 1 10 5/a的事件 “ 不需要采取进一步行动 ” 。 6） 后续跟踪与审查 确定建议措施的负责人和完成时间 ， 并跟踪落实 。 58 LOPA的魅力所在 魅力之一：更好的风险决策方法 魅力之二：方便快捷的半定量方法 魅力之三：实用的风险管理工具 59 魅力之一： 更好的风险决策方法 与基于 “ 风险对我而言可以接受 ” 的主观或情感上 的判断相比， LOPA提供了更好的风险决策基础。 与定性的方法相比， LOPA提供了更可靠地风险判断 ，并给定了场景频率和后果的具体数值 。 60 魅力之二： 方便快捷的半定量方法 与定量风险分析相比 ， LOPA花费的时间较少 。 LOPA可以提高危害评估会议的效率 。 以关注于场景的研究方法 ， 可以发现那些已进行 过多次危害分析的成熟工艺中存在的未被发现的 安全问题 。 61 魅力之三： 实用的风险管理工具 LOPA的信息可以帮助工厂决定操作、维护以及相关 培训的重点放在哪些防护措施上。 LOPA可用于识别操作人员的关键安全行为和关键安 全响应。这将有助于在企业过程生命周期内开展更 有针对性的培训和测试，并使得操作手册能反映最 重要的过程变量、报警和行动 例如：许多公司决定将检验、测试和预防性 维护活动的重点放在 LOPA识别出的独立保 护层（ IPL）上 62 谢 谢！