验算 解析：SIS系统中提到的SIL验算过程及步骤

作者：王天泽，FS Eng（德国TV Rheinland），目前主要从事HAZOP、LOPA、SIL验算、报警管理、自控仪表设计工作。

《国家安全生产监督管理总局关于加强化学安全仪表系统管理的指导意见》(ZJS三[2014]116号)提出了安全仪表系统安全功能评价的要求。(评估现有安全仪表功能是否满足风险降低要求)

今年(2019年)苏应急还提出了相应的要求:《安全仪表系统安全完整性(SIL)等级考核与检查报告》(苏应急[2019]53号《本质安全诊断与治理基本要求》)。其他地区的要求不在此列。

什么是验算？

在对该装置进行HAOZP和LOPA之后，我们得到了相应的SIF需要降低多少风险。通过验算，我们确认设计安装后的安全系数是否达到了要求的风险降低能力。

检查步骤如下:

相关概念:

DCd:危险故障诊断覆盖率。DCd=λDD/λD

DCs:安全故障诊断覆盖率。:DC =λSD/λS

β:常见原因故障。单一故障源会导致系统中的多个组件出现故障。故障源可能在系统内部，也可能在系统外部。

λsd:显式安全故障

λsu:安全隐患

λdd:显式危险故障

λdu:隐藏的危险故障

HFT:硬件容错对危险硬件故障的容忍度。HFT =北地中海

月球:由“n”个独立通道或其部分组成的安全仪表系统，这些通道相互连接，使得“m”个通道足以执行仪器安全功能。

MTTR:恢复的平均时间。传统上，MTTR指的是平均维修时间。

安全失败分数

安全仪表功能

安全仪表系统

安全完整性等级

TI:检验测试(功能测试)的时间间隔。

计算公式:

PFDSIS =∑PFDSi+∑PFDAi+∑pfd Li+∑pfd psi

pfd sis:sis中特异性SIF的PFDavg

PFDS:专用应力强度因子传感器

PFDA:特定SIF最终组件的PFDavg

PFDL:逻辑控制器之父

PFDPS:电源的PFDavg

计算示例

在项目中，我们使用exida软件进行计算，在这个例子中，我们使用钢笔计算(没有得到PFDavg曲线)。

如上图所示，在HIPPS(高完整性压力保护系统)中，压力传感器2oo3和阀门1oo2。

相关数据如下:

结构约束

综上，压力变送器为2oo3，HFT=1，SFF=90.3%，b类，满足SIL3；阀门为1oo2，HFT=1，SFF=61.6%，a级，符合SIL3。见下图(摘自GB/T20438.2-2017):

计算此SIF循环的PFDavg，PFDSIF=PFDS+PFDA+PFDL

PFDS和PFDL采用了上面给出的公式，并注意到没有危险的系统故障率。

根据公式

有数据:PFDS=8.89E-06

根据公式

有数据:PFDL = 6.32-05

PFDSIF = PFDS+PFDA+PFDL =(8.89 e-06)+(2.55 e-05)+(6.32 e-05)= 9.76 e-05

RRF=1/PFDSIF=10244.81

满足SIL3能力。