CN110570326A - 一种用于石油化工装置供电系统lopa保护层的风险分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其包括如下步骤：s1.采用HAZOP分析方法对装置供电系统事故后果的严重性进行评估，根据后果严重性对场景进行筛选，筛选出不可接受风险的场景；s2.选择一个事故场景，包括外部事件、设备故障或人员行为失效；s3.评估现有的防护措施是否满足独立保护层的要求；s4.根据风险评估结果，确定是否采取相应措施降低风险；使用初始事件频率、后果严重程度和独立保护层失效频率的数量级大小来近似表征场景的风险；s5.LOPA分析完成后，对提出降低风险措施的落实情况应进行跟踪。本发明可系统地评估企业电力系统继电保护等安全稳定控制措施的安全可靠性水平，并提供半定量的风险评估结果。
Description
技术领域
本发明属于石油化工电气安全技术领域，尤其涉及一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法。
背景技术
石化企业经过多年投入和不断扩能改造的滚动发展，千万吨/年炼油、百万吨/年乙烯等大型化、节约化、现代化生产装置相继建成投运后，对装置的供电安全可靠性要求越来越高。炼化生产装置工艺结构复杂、系统关联性强、易燃易爆场所多，供电波动或中断将造成大面积非计划停车，极易导致装置火灾、爆炸等重大次生事故。据不完全统计，2013年～2017年上半年，中国石化共发生较大面积停电事故30余起，数量触目惊心，事故原因各异，经济损失惨重。炼化生产装置对供电安全可靠性、连续性要求极高，对装置供电进行系统地制定防控措施是保障企业安全生产的重要环节。然而传统的基于设备的分析方法已无法系统全面地辨识装置供电系统发、输、配、送、用等各个环节的风险，因此，迫切需要提出一种系统化的评估方法对企业装置供电系统潜在的风险及引起的严重后果进行辨识。LOPA保护层分析(Layer of Protection Analysis，简称LOPA)方法是一种半定量的风险分析和评估工具，是建立在定性风险评估(例如Hazard and Operability Analysis，简称HAZOP分析)的基础上，对不可接受的风险进一步分析其保护措施，运用合理、客观、基于风险的方法对每一个保护措施的有效性进行分析，然后将所有保护层联合作用下的事故风险与风险可容忍标准相比较，提供合理的、半定量的、基于风险的评估结果，为提前制定防范措施提供决策依据，避免由于供电系统波动或中断引起的非计划停车、火灾爆炸等事故，保障装置的安全可靠运行。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，可系统地评估企业电力系统继电保护、安全自动装置、SCADA监控及报警响应、孤网运行稳控系统等安全稳定控制措施的安全可靠性水平，并提供半定量的风险评估结果。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，用于评估安全稳定控制措施的安全可靠性水平；所述风险分析方法包括如下步骤：
s1.场景识别与筛选：
采用HAZOP分析方法对装置供电系统事故后果的严重性进行评估，根据后果严重性对场景进行筛选，筛选出不可接受风险的场景；
s2.初始事件确认：
选择一个事故场景，包括外部事件、设备故障或人员行为失效；
s3.独立保护层评估：
评估现有的防护措施是否满足独立保护层的要求；
s4.评估风险，作出决策：
根据风险评估结果，确定是否采取相应措施降低风险；使用初始事件频率、后果严重程度和独立保护层失效频率的数量级大小来近似表征场景的风险；
s5.后续跟踪和审查：
LOPA分析完成后，对提出降低风险措施的落实情况应进行跟踪；
其中，安全稳定控制措施包括如下几方面内容：
电力系统可靠性设计、泄放设施、继电保护系统、安全自动装置、SCADA电力监测及报警响应、孤网运行稳控系统、应急电源装置及黑启动方案、安全规程及事故预案。
优选地，所述电力系统可靠性设计包括：主网结构设计、运行方式安排、设备绝缘水平设计、电气防爆设计、电气“五防”和“微机五防”设计保护措施。
优选地，所述泄放设施包括：雷电防护、过电压保护和接地保护措施。
优选地，所述继电保护系统包括：线路、发电机、变压器、GIS、母线、电缆、开关柜、电动机一次主设备的主保护及后备保护配置。
优选地，所述安全自动装置包括：电源快速切换、备用电源自投、自动重合闸、消弧线圈自动调节和电动机自启动保护装置。
优选地，所述SCADA电力监测及报警响包括：SCADA监控文字报警、光字牌信号、声音报警以及发电机调节励磁、变压器有载调压、电容器组无功补偿人工手动响应策略。
优选地，所述孤网运行稳控系统包括：电压频率解列、逆功率解列、自动切负荷、低频低压自动减载、发电机减出力及切机保护措施。
优选地，所述应急电源装置及黑启动方案包括：EPS电源、UPS、直流电源、柴油发电机组、临时电源装置、自启动能力的发电机组保护措施。
优选地，所述安全规程及事故预案包括：三票、三图、三定、五规程、五记录、事故预案电气专业管理措施。
优选地，在装置供电系统LOPA保护层分析次生事故时，重点识别应急电源装置的有效性，包括EPS电源、UPS、直流电源、柴油发电机组和临时电源装置。
本发明具有如下优点：
本发明中的LOPA保护层的风险分析方法可运用于石油化工企业电力系统可研、设计、运行、改扩建、发生电气事故等各个阶段，可系统地评估企业电力系统继电保护、安全自动装置、SCADA监控及报警响应、孤网运行稳控系统等安全稳定控制措施的安全可靠性水平，并提供半定量的风险评估结果，提前制定防范与控制措施，有效预防由于供电系统波动或中断引起的非计划停车、火灾爆炸等事故；同时为企业电气隐患排查提供科学依据。
附图说明
图1为本发明中用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法的流程框图；
图2为本发明中安全稳定控制措施的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
实施例1
如图1所示，一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，用于评估安全稳定控制措施的安全可靠性水平。
一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，包括如下步骤：
s1.场景识别与筛选：
采用HAZOP分析方法对装置供电系统事故后果的严重性进行评估，根据后果严重性对场景进行筛选，筛选出不可接受风险的场景。
s2.初始事件确认：
选择一个事故场景，包括(例如：雷击线路)、设备故障(例如：线路绝缘子击穿)或人员行为失效(例如：人员误操作导致线路停电)。
s3.独立保护层评估：
评估现有的防护措施是否满足独立保护层的要求，应满足以下特性：
a)独立性：
独立于初始事件的发生及其后果，独立于同一场景中的其它保护措施。
b)有效性：
在有效的时间内能及时响应，有足够的能力采取措施，并降低事故发生后果或发生频率。
c)可审查性：应有可用的信息、文档和程序可查，以说明保护层的设计、检查、维护、测试和运行活动能够使保护层达到要求。
s4.评估风险，作出决策：
根据风险评估结果，确定是否采取相应措施降低风险；使用初始事件频率、后果严重程度和独立保护层失效频率的数量级大小来近似表征场景的风险。
式中：
fi C——初始事件i的后果C的发生频率，单位为/a；
——初始事件i的发生频率，单位为/a；
PFDij——初始事件i中第j个阻止后果C发生的独立保护层失效频率PFD。
s5.后续跟踪和审查：
LOPA分析完成后，对提出降低风险措施的落实情况应进行跟踪。
其中，本实施例中的安全稳定控制措施包括如下几方面内容，如图2所示：
电力系统可靠性设计、泄放设施、继电保护系统、安全自动装置、SCADA电力监测及报警响应、孤网运行稳控系统、应急电源装置及黑启动方案、安全规程及事故预案。
其中，电力系统可靠性设计应重点考虑主网结构设计、运行方式安排、设备绝缘水平设计、电气防爆设计、电气“五防”和“微机五防”设计等保护措施。
泄放设施应重点考虑雷电防护、过电压保护和接地等保护措施。
继电保护系统应重点考虑线路、发电机、变压器、GIS、母线、电缆、开关柜、电动机等一次主设备的主保护及后备保护配置。
安全自动装置应重点考虑电源快速切换、备用电源自投、自动重合闸、消弧线圈自动调节和电动机自启动等保护装置。
SCADA电力监测及报警响应重点考虑SCADA监控文字报警、光字牌信号、声音报警以及发电机调节励磁、变压器有载调压、电容器组无功补偿等人工手动响应策略。
孤网运行稳控系统应重点考虑电压频率解列、逆功率解列、自动切负荷、低频低压自动减载、发电机减出力及切机等保护措施。
应急电源装置及黑启动方案应重点考虑EPS电源、UPS、直流电源、柴油发电机组、临时电源装置、自启动能力的发电机组等保护措施。
安全规程及事故预案应重点考虑三票、三图、三定、五规程、五记录、事故预案等电气专业管理措施。
本实施例1中的风险分析方法，可系统地评估企业电力系统继电保护、安全自动装置、SCADA监控及报警响应、孤网运行稳控系统等安全稳定控制措施的安全可靠性水平，并提供半定量的风险评估结果，提前制定防范与控制措施，有效预防由于供电系统波动或中断引起的非计划停车、火灾爆炸等事故；同时为企业电气隐患排查提供科学依据。
实施例2
本实施例2述及了一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，该方法除以下技术特征与上述实施例1不同之外，其余技术特征均可参照上述实施例1。
本实施例2在装置供电系统LOPA保护层分析次生事故时，应重点识别应急电源装置的有效性，包括EPS电源、UPS、直流电源、柴油发电机组和临时电源装置。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (10)
1.一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，用于评估安全稳定控制措施的安全可靠性水平；所述风险分析方法包括如下步骤：
s1.场景识别与筛选：
采用HAZOP分析方法对装置供电系统事故后果的严重性进行评估，根据后果严重性对场景进行筛选，筛选出不可接受风险的场景；
s2.初始事件确认：
选择一个事故场景，包括外部事件、设备故障或人员行为失效；
s3.独立保护层评估：
评估现有的防护措施是否满足独立保护层的要求；
s4.评估风险，作出决策：
根据风险评估结果，确定是否采取相应措施降低风险；使用初始事件频率、后果严重程度和独立保护层失效频率的数量级大小来近似表征场景的风险；
s5.后续跟踪和审查：
LOPA分析完成后，对提出降低风险措施的落实情况应进行跟踪；
其中，安全稳定控制措施包括如下几方面内容：
电力系统可靠性设计、泄放设施、继电保护系统、安全自动装置、SCADA电力监测及报警响应、孤网运行稳控系统、应急电源装置及黑启动方案、安全规程及事故预案。
2.根据权利要求1所述的一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，所述电力系统可靠性设计包括：主网结构设计、运行方式安排、设备绝缘水平设计、电气防爆设计、电气“五防”和“微机五防”设计保护措施。
3.根据权利要求1所述的一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，所述泄放设施包括：雷电防护、过电压保护和接地保护措施。
4.根据权利要求1所述的一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，所述继电保护系统包括：线路、发电机、变压器、GIS、母线、电缆、开关柜、电动机一次主设备的主保护及后备保护配置。
5.根据权利要求1所述的一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，所述安全自动装置包括：电源快速切换、备用电源自投、自动重合闸、消弧线圈自动调节和电动机自启动保护装置。
6.根据权利要求1所述的一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，所述SCADA电力监测及报警响包括：SCADA监控文字报警、光字牌信号、声音报警以及发电机调节励磁、变压器有载调压、电容器组无功补偿人工手动响应策略。
7.根据权利要求1所述的一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，所述孤网运行稳控系统包括：电压频率解列、逆功率解列、自动切负荷、低频低压自动减载、发电机减出力及切机保护措施。
8.根据权利要求1所述的一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，所述应急电源装置及黑启动方案包括：EPS电源、UPS、直流电源、柴油发电机组、临时电源装置、自启动能力的发电机组保护措施。
9.根据权利要求1所述的一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，所述安全规程及事故预案包括：三票、三图、三定、五规程、五记录、事故预案电气专业管理措施。
10.根据权利要求1所述的一种用于石油化工装置供电系统LOPA保护层的风险分析方法，其特征在于，在装置供电系统LOPA保护层分析次生事故时，重点识别应急电源装置的有效性，包括EPS电源、UPS、直流电源、柴油发电机组和临时电源装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191213 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |