石油化工系统安全技术新进展课件.ppt

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1、石油化工系统安全技术新进展,石油化工系统安全技术新进展石油化工系统安全技术新进展一、系统安全评价技术综述二、HAZOP系统安全评价技术三、安全评价技术在设计中的应用四、基于SDG计算机辅助安全评价内容,一、系统安全评价技术综述二、HAZOP系统安全评价技术三、安全评价技术在设计中的应用四、基于SDG计算机辅助安全评价,内容,石油化工工业的特点,典型的大规模复杂系统各个部件、变量之间存在相互作用整个系统的状态由各个部件的状态确定系统可能状态的数量极为庞大危险（偏差）借由物料流、能量流和信息流进行传播，具有隐蔽性、跨区域性等特点,惨重案例,1984年，美国联合碳化物公司印度博帕尔农药厂45吨甲基异

2、氰酸酯几乎全部泄漏。20万人中毒，2万人死亡。全厂被毁，遗址几十年内无法用于任何用途。,BP 2003年德州爆炸案,美国FBI-CSB提供视频,系统事故链模型,隐藏在深层的矛盾,当前安全事故频发的一个重要原因是随着工业规模的不断扩大，生产装置的复杂程度大大超过了人的处理能力所产生的矛盾系统安全工程是利用系统工程的原理，解决系统层面的安全问题。系统安全工程是解决大规模复杂系统整体安全等级的最有效的工程方法,系统安全技术的作用,系统安全技术,分析问题是解决问题的前提和关键！,一、系统安全评价技术,系统、科学地针对生产过程进行深入、全面的隐患的挖掘、分析，为后续安全设计工作提供坚实的依据。,现有安全

3、评价技术,检查表如果怎么样FMEAHAZOPRBI世行道尔危险指数事件树故障树,安全评价工作的新特点,安全工作通过立法强制实行；从单个设备到工艺流程，即从“点”到系统 ；安全评价覆盖装置的全生命周期；必须考虑操作人员的人为因素；采用计算机和人工智能技术的自动安全评价。,各国安全立法与国际标准,美国国家标准ANSI/ISA S84.01国际标准IEC61508、IEC61882涉及工厂设备安全的国际标准IEC61511基于可编程序逻辑控制的燃烧加热炉和锅炉安全相关的标准FM7605关于测量及控制设备安全的德国标准DIN19250API标准OSHA标准安全生产法（中国）,国际安全规范与标准,这些新

4、规范和标准体现了当今科学技术的发展水平。国际标准的重要进展是对安全的要求从定性与定量的结合，而且这些新标准把安全管理贯穿于装置的整个生命周期。,美国政府规定：,美国25000个重要危险化学品生产装置每两年进行一次安全评价。 由CCPS把关，36家专业评价公司协助，一次经费50亿美元。,安全生命周期,安全生命周期,过程安全生命周期的概念将安全评价、设计、控制和管理工作贯穿于工厂设计、建设、运行和停工全过程。强调安全是一项长期的时刻不能松懈的任务，也就是说对设计者而言，安全控制系统（SIS）设计不能一劳永逸，必须不断改进。对工厂而言必须长期维护并定期功能评价、测试以防万一。,安全评价技术的分类,定

5、性安全评价方法如果怎么样FMEAHAZOP定量安全评价方法RBI世行道尔危险指数,定性安全评价技术的特点,优点系统性强从机理出发，适应性强头脑风暴对特殊问题有良好的判断能力缺点程度区分困难过度依赖人的经验易导致错误对执行者的专业水平要求较高,应用在对全流程全局的评价上,定量安全评价技术的特点,优点能够对严重度、可能性进行比较对执行者的要求较低缺点系统性差基础数据很难得到，计算结果可信度差许多基于黑箱机理的运算适应性差,应用在对局部装置的评价上,系统安全评价,以保障安全为目的，按照安全规范，以科学的程序和方法，从系统的角度对工业生产或工程项目中潜在的危险及危险可能造成的损失进行预先识别、分析和评

6、价，为制定防灾措施和管理决策提供依据。 由于安全评价在消除危险隐患方面有重大作用，已列入许多国家的法规及国际安全标准。HAZOP方法是目前公认石油化工领域最为有效的方法之一。,二、HAZOP系统安全评价方法,作为石化行业应用最广泛的安全评价方法之一，HAZOP是一套系统、结构化的评价方法。,国际标准 IEC 61882危险与可操作性分析（HAZOP分析）,HAZOP（Hazard and Operability Studies ）危险与可操作性分析HAZOP 从单个设备扩展到流程；HAZOP考虑了操作的因素；HAZOP是全球使用最广泛的系统安全评价方法，尤其是在化工、炼油、火电和核电领域,点击

7、互联网 - HAZOP,有2,000,000条相关信息！ HAZOP软件在独山子石化安全分析中的应用 王朝晖 中石油新疆独山子石化公司项目指挥部HSE管理部HAZOP小组摘要：本文主要介绍了Isograph公司hazop+分析软件在中石油新疆独山子石化公司1000万吨/年炼油及120万吨/年乙烯项目中的应用。Hazop+具有分析流程标准化、数据库定制和支持中文汉化等优点，在独山子石化安全分析项目中起到了重要作用。,2020/11/14,34,HAZOP关键字工艺,2020/11/14,35,HAZOP关键字操作,2020/11/14,36,HAZOP分析表,人工HAZOP安全评价的不足,人工难

8、于处理大规模的数据、信息和计算人工分析大规模系统无法得到完备的结果，即使有专家参与也难免出现漏评口头讨论方式不严格，讨论时易出现概念混乱人工评价得出的文本（说明）不规范，事后难于看懂人工评价费时、费力、成本高,三、系统安全评价在设计中应用,现有装置安全与否？潜在的关键事故风险在哪里？这些风险具体程度有多大？怎么做才能使装置达到可接受的安全水平？当前的DCS、ESD、SIS等保护措施起到多大的作用？为了让风险降至可接受的水平，应该如何改进保护措施？,安全防护设备的作用,系统安全评价流程的目的与方法,安全评价流程的循环性,风险定义举例：,风险概率后果,风险矩阵举例：,风险辨识HAZID,采用系统分

9、析方法对所有潜在可能 的风险进行识别和列举可以采用的方法包括FTA、FMEA、HAZOP等 。,风险辨识HAZID举例,防护层设计LOPA,LOPA根据HAZOP所辨识的完备的事故列表，通过半定量风险评估方法，一方面确定现有的安全措施是否合适，另一方面确定如何增加新的安全措施。,LOPA,LOPA计算原理,小结,四、基于SDG计算机辅助HAZOP,利用计算机智能推理技术减轻人工HAZOP的劳动强度、加快分析速度、提高完备性以及对评价结论进行有效管理。,什么是 SDG ？,SDG（ Signed Directed Graphs）符号有向图定性因果模型定性推理是基础理论 又是求解方法论又称基于深层

10、知识模 型的人工智能技术,65t/h锅炉SDG故障诊断模型,SDG在人工智能技术中的地位,1. 基于历史数据的专家系统 定性方法（规则、知识库） 定量方法（神经网络）2. 基于模型的深层知识专家系统 定性方法（SDG、定性推理） 定量方法（代数、微分方程）3. 规则与模型相结合的专家系统,SDG法和各主要安全评价方法的关系,各主要评价方法 SDG方法1 如果 - 怎麽样？法 提供建模及阈值信息2 如果 - 怎麽样？相关表法 直接提供建模信息3 检查表法 提供建模及阈值信息4 HAZOP法 SDG法正向推理得到的 相容通路结果 5 原因 后果分析法（CEA） 同上 6 故障类型和影响分析法（FM

11、EA） 同上7 事件树法（ETA） 即SDG法的相容有根树8 故障树法（FTA） 以SDG为前提，将事件 树转换为故障树9 动态仿真法 为SDG的建模、试验及 阈值修正提供全面支持10 各种故障诊断方法 SDG的反向推理结果是 各种故障诊断的判据标准,基于SDG人工智能技术的 计算机自动HAZOP安全评价原理,1、对系统进行定性建模（SDG)2、实施计算机定性推理 评价原理和人工安全评价完全相同。遵照国际标准IEC61882。,计算机自动安全评价的步骤,自动完成,推理分析速度的高效性,SDG高速引擎推理试验,自动HAZOP与人工的比较,计算机辅助HAZOP分析和人工HAZOP分析相比，主要有以

12、下几个方面的优点： 1、系统性好、完备性高 2、推理深度深，解决全流程问题 3、效率高，可快速重复，时间、人工和费用省 4、事故剧情自解释 5、结果表达标准化使知识传承得以保证,国产SDG-HAZOP-CAD软件平台,应用情况,辽阳石化齐鲁石化扬子-巴斯夫神华煤直接液化哈尔滨炼油厂上海金山PTA,SDG技术的应用举例,1. SDG辅助HAZOP（安全分析与评价） 2. 在线安全信息系统（SDG多故障诊断） 3. 推理生产指导信息系统（生产在线 SDG分析） 4. 推理优化（基于SDG的优化指标分析） 5. SDG数据深层挖掘（智能“黑匣子”） 6. SDG推理自训练自适应神经网络法 7. SDG自动生成故障树 8. SDG智能推理自解释仿真训练系统 9. SDG智能自解释报警系统 10. SDG最优传感器分布 11. SDG几何图像识别 12. SDG生产过程定性跟踪 13. SDG定性判据控制（推理超驰） 14. SDG辅助设计（案例试验、本质安全、自动评价）,欢迎批评指正！,谢谢！,谢谢,