化工安全仪表系统

章绪论1
节概述1
第二节功能安全概念2
一、IEC 61508介绍2
二、安全的概念3
三、功能安全概念4
第三节功能安全的实现——安全相关系统6
一、安全相关系统的作用6
二、安全相关系统的工作方式7
三、安全相关系统的存在方式8
四、安全相关系统的基础8
五、安全相关系统的范围9
第四节安全相关系统——行为与要求10
一、安全功能10
二、安全状态11
三、要求模式11
四、安全完整性13
五、故障安全原则14
第五节安全相关系统——安全生命周期14
第六节安全相关系统——故障错误与失效16
一、概念16
二、失效率18
三、失效控制20
四、随机硬件失效21
五、系统性失效24
第七节功能安全评估27
一、分析阶段27
二、实现阶段28
三、运行阶段29
第八节化工安全仪表系统发展趋势29
参考文献33

第二章功能安全管理35
节概述35
第二节安全完整性及安全完整性等级37
一、安全完整性37
二、安全仪表功能40
三、安全生命周期43
第三节失效46
一、早期失效、随机失效和老化失效47
二、危险失效、安全失效和无影响失效48
三、随机硬件失效、系统性失效和共因失效49
四、通报失效、检测到的失效和未检测到的失效50
五、独立失效和相关失效51
第四节冗余表决结构51
一、1oo1结构52
二、1oo2结构52
三、2oo2结构52
四、1oo3结构53
五、2oo3结构53
六、1oo2D结构54
第五节共因失效55
一、产生原因55
二、影响因素56
三、估算方法57
第六节硬件故障裕度与结构约束59
一、硬件故障裕度59
二、结构约束60
三、安全失效分数61
第七节可靠性建模61
一、失效模式与影响分析62
二、可靠性框图63
三、故障树分析66
四、马尔可夫模型66
五、其他方法71
第八节系统安全失效概率及误动作率72
一、安全失效影响因素分析73
二、系统安全失效概率的定量评估74
三、误动作率（安全失效率）定量评估78
参考文献81

第三章安全保护层和保护层分析83
节概述83
一、术语说明84
二、安全保护层86
三、保护层分析用途和使用时机90
四、保护层分析优缺点90
五、保护层分析人员组成与工作准备91
第二节安全保护层分析使用流程91
一、基本流程91
二、场景识别和初始事件确定92
三、独立保护层识别96
四、场景频率计算101
五、可接受风险标准与评估决策104
六、LOPA文档109
第三节LOPA应用示例111
一、正己烷缓冲罐LOPA应用示例111
二、PVC反应器LOPA应用示例116
参考文献121

第四章安全仪表系统工程设计122
节工程设计概述122
第二节安全要求规格书123
一、安全仪表功能安全要求124
二、SRS安全完整性要求126
三、SRS参考文件127
第三节安全仪表系统设计原则127
一、检测仪表127
二、终元件128
三、逻辑控制器130
四、SIF结构设计131
五、人机接口136
第四节加氢工艺安全仪表系统设计137
一、油品加氢精制139
二、精细化工加氢反应145
参考文献152

第五章安全仪表系统安装、调试及维护153
节概述153
第二节工程组态设计154
一、控制站组态154
二、操作员站（工程师站）组态156
第三节工厂验收测试157
第四节安装和调试158
一、安装的总体要求158
二、安装159
三、调试160
第五节维护161
一、日常维护161
二、在线检测和维护164
三、操作旁路和维护旁路171
四、故障检测与维护174
五、修改与变更182
六、周期性检验测试184
七、现场功能安全管理188
八、文档管理190
九、备品备件管理191
第六节SIS停用191
第七节操作和维护人员的培训192
参考文献192

第六章功能安全评估194
节功能安全评估阶段194
第二节功能安全评估管理195
第三节开车前安全检查197
第四节安全完整性评估198
一、硬件结构约束198
二、硬件随机失效200
第五节可靠性框图201
一、元件的失效概率及其求法201
二、元件的连接及系统失效（事故）概率计算202
三、低要求操作模式下硬件失效概率的计算203
四、高要求或连续操作模式下硬件失效率的计算211
第六节马尔可夫模型213
第七节故障树分析219
第八节功能安全复审225
参考文献226

第七章可燃气体与有毒气体检测系统227
节概述227
第二节气体检测系统一般规定229
第三节检测点确定230
第四节可燃气体和有毒气体检测报警系统设计232
一、探测器选用233
二、现场报警器与报警控制单元选用234
三、测量范围及报警值设定235
第五节可燃气体和有毒气体检测报警系统安装和维护235
参考文献236

附录安全要求规格书（SRS）237

索引248