1、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 2主要内容主要内容什么是LOPA1 LOPA步骤2 LOPA其他要求3 LOPA实例43 31 1 什么是什么是LOPALOPA4 4 ijiiIiJjijIiCiPFDPFDPFDfPFDff211IPL1IPL2IPL3IifPFD1PFD2PFD3初始事件频率初始事件频率成功成功成功成功成功成功Cif后果频率后果频率安全结果安全结果安全结果安全结果安全结果安全结果注：注：箭头宽度代表箭头宽度代表后果频率大小，后果频率大小，长度代表后果严重性长度代表后果严重性IPL独立保护层独立保护层PFD要求时失效概率要求时失效
2、概率1 1 什么是什么是LOPALOPA5 51 1 什么是什么是LOPALOPA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 6发展历程发展历程20世纪世纪80年代末：美国化学品制造商协会出版了责任关怀年代末：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，书中建议将过程安全管理实施准则，书中建议将“足够的保护层足够的保护层”作为有效的过程安全管理系统的一个组成部分。作为有效的过程安全管理系统的一个组成部分。1993年：美国年：美国CCPS
3、化工过程安全自动化指南，书中建化工过程安全自动化指南，书中建议将议将LOPA作为确定安全仪表功能完整性水平的方法之一。作为确定安全仪表功能完整性水平的方法之一。2019年：年：CCPS发布了保护层分析发布了保护层分析简化的过程风险评简化的过程风险评估，书中详细地讨论了估，书中详细地讨论了LOPA的基本规则和应用。的基本规则和应用。2019年：国际电工委员会（年：国际电工委员会（IEC）发布了）发布了IEC61511：过程工：过程工业领域安全仪表系统的功能安全，将业领域安全仪表系统的功能安全，将LOPA技术作为确定安技术作为确定安全仪表系统完整性水平的推荐方法之一。全仪表系统完整性水平的推荐方法
4、之一。1 1 什么是什么是LOPALOPA7 7主要内容主要内容什么是LOPA1 LOPA步骤2 LOPA其他要求3 LOPA实例48 82 LOPA2 LOPA步骤步骤 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 92 LOPA2 LOPA步骤步骤10102 LOPA2 LOPA步骤步骤后果严重性11112 LOPA2 LOPA步骤步骤后果严重性等级评估泄漏量泄漏物质泄漏量15kg550kg50500kg500kg5t550t50t剧毒，温度B.P345555剧毒
5、，温度B.P234555高 毒 性，温 度B.P223455易燃，温度50t剧毒，温度B.P345555剧毒，温度B.P234555高 毒 性，温 度B.P223455易燃，温度B.P123345可燃液体11122353534 LOPA4 LOPA实例实例1 1）场景识别与筛选）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失效而导致溢出物流出防火堤2 2）初始事件确认）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：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/a54544 L
6、OPA4 LOPA实例实例3 3）独立保护层评估）独立保护层评估pBPCSBPCS报警和人员响应：报警和人员响应：BPCSBPCS液位控制回路失效（初始事件液位控制回路失效（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）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，以阻止缓冲罐进料。因此，BPCSBPCS产生的任何报警不能完全独产生的任何报警不能完全独立于立于BPCSBPCS系统，不能作为独立保护层系统，不能作为独立保护层p安全阀：缓冲罐上的安全阀无法防止缓冲罐发生溢流，因安全阀：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
7、立保护层此，对于本场景，安全阀不是独立保护层p防火堤：可作为防火堤：可作为IPLIPL：如果按照设计运行，防火堤可有效地包容储罐的溢流；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。防火堤独立于任何其他独立保护层和初始事件。55554 LOPA4 LOPA实例实例4 4）场景频率计算）场景频率计算fiC=fiIPFDd =110-1/a0.01 =110-3/a56564 LOPA4 LOPA实例实例5 5）风险评估与决策）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10-610-710
8、-510-610-410-510-310-410-210-310-110-2110-1频 率 等 级（每年）57574 LOPA4 LOPA实例实例5）风险评估与决策）风险评估与决策p分析小组决定安装一个独立的分析小组决定安装一个独立的SIF，其，其PFD为为110-2，用于，用于检测和阻止溢流。对于场景，检测和阻止溢流。对于场景，SIF将释放事件的频率从将释放事件的频率从1103/a降低到降低到1105/a。在风险矩阵中，对于后果等级。在风险矩阵中，对于后果等级4，频，频率为率为1105/a的事件的事件“不需要采取进一步行动不需要采取进一步行动”。6）后续跟踪与审查）后续跟踪与审查p确定建议
9、措施的负责人和完成时间，并跟踪落实。确定建议措施的负责人和完成时间，并跟踪落实。5858LOPA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 5959魅力之一：更好的风险决策方法更好的风险决策方法与基于与基于“风险对我而言可以接受风险对我而言可以接受”的主观或情感上的主观或情感上的判断相比，的判断相比，LOPALOPA提供了更好的风险决策基础。提供了更好的风险决策基础。与定性的方法相比，与定性的方法相比，LOPALOPA提供了更可靠地风险判断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，并给定了场景频率和后果的具体数值 。6060
10、魅力之二：魅力之二：方便快捷的半定量方法方便快捷的半定量方法 与定量风险分析相比，与定量风险分析相比，LOPALOPA花费的时间较少。花费的时间较少。LOPALOPA可以提高危害评估会议的效率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。安全问题。6161魅力之三：魅力之三：实用的风险管理工具实用的风险管理工具 LOPALOPA的信息可以帮助工厂决定操作、维护以及相关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。培训的重点放在哪些防护措施上。LOPALOPA可用于识别操作人员的关键安全行为和关键安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维护活动的重点放在LOPA识别出的独立保识别出的独立保护层（护层（IPL）上）上6262谢 谢！
