安全联锁设备SIL验证中的参数估计偏差分析*

李敏睿，王海清，姚竣瀚，毛 奇

(中国石油大学(华东)安全科学与工程系，山东 青岛 266580)

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国内化工企业尤其是涉及“两重点一重大”的大型企业按照中华人民共和国应急管理部〔2014〕116号文《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》的要求广泛开展安全联锁系统评估与改造,以适应当前严峻的危化品安全生产形势要求。安全完整性等级(SIL)，是衡量安全联锁系统安全水平的关键指标之一，即在一定时间和一定条件下，安全相关系统执行所规定的安全功能的概率[1]。根据功能安全标准IEC61508，SIL以联锁回路的平均需求时失效概率PFDavg作为验证依据。

功能安全标准IEC61508(下文统一简称为IEC61508)计算PFDavg时均假设相关设备的失效率为恒定值[2](即寿命分布服从指数分布)，以化工安全设备为背景的PFDavg算法和SIL验证中，安全管理人员均是采用恒定失效率计算。但实际中，设备由于老化[3]、疲劳磨损[4]等因素，绝大多数机械、电子设备[5]的失效率随使用时间缓慢上升，在计算时导致PFDavg与实际值存在较大误差。不仅如此，IEC61508针对不同应用范围，推荐不同参数估计置信度[6]，影响SIL验证的准确性，增加验证的不确定性[7]，使得化工企业的生产装置处于欠保护或者过保护的状态，进而可能误导风险评判结果。

鉴于此，本文定量比较研究安全联锁回路在恒定和非恒定失效率情况下的2种算法，并对存在的偏差进行定量评估分析，以更好落实《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》在国内化工企业的应用。……