高要求模式SIS异型冗余结构PFH计算模型

作者：姚竣瀚; 郑威; 王海清^*; 毛奇

来源：中国安全生产科学技术, 2022, 18(11): 105-111.

• 高要求操作模式
• 安全仪表系统(SIS)
• 共因失效
• 异型冗余结构
• 每小时危险失效平均频率(PFH)

为了满足石油化工生产中对高要求操作模式下采用异型设备的安全联锁回路进行SIL定级的需求，避免因误用同型PFH公式导致SIL等级评估误差。考虑各通道差异性及其失效顺序的遍历性，以MonteCarlo仿真值为多元线性回归模型观察样本，以改进共因失效部分多样性修正因子确定方法，提出异型KooN冗余结构每小时危险失效平均频率(PFH)的计算公式；比较该模型独立失效部分与异型1oo2结构Markov模型PFH结果，并分别将该模型和传统同型PFH公式应用于海上采油平台高完整性压力保护系统(HIPPS)异型关断阀子系统的比较分析。研究结果表明：在不同检测周期内，所提出的PFH计算模型与Markov模型PFH计算结果相对误差均保持在10-3数量级；但当检测周期大于3 a时，使用同型PFH公式会出现对HIPPS子系统SIL等级的误判，造成井口压力联锁保护功能过保护或欠保护。研究结果有助于生产单位准确评估联锁保护风险和设备维护投入。

• 单位
  中国石油大学（华东）; 机电工程学院