蔡海林 尹法波

摘 要：介绍了矩阵法、风险图法、保护层分析方法（LOPA）三种常用的SIL定级方法，通过分别对矩阵法、风险图法、保护层分析方法（LOPA）的基本原理的介绍和对比，探讨各种分析方法的利弊。

关键词：SIL定级;矩阵法;风险图法;保护层分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.213

本文主要介绍矩阵法、风险图法、保护层分析方法（LOPA）三种常用的SIL定级方法。

1 矩阵法

矩阵法是定性的，将可能性和危险事件影响的严重等级结合起来评估风险并将SIS保护层结合在一起，生成确定潜在风险降低的矩阵，安全目标水平已经潜含在矩阵中。

在这个方法中，风险因素的选择是主观的且需要我们的判断。剩余风险无法进行计算，如需要将剩余风险降低到一个特定的数量值，这个方法不合适。在考虑人员伤害时，矩阵法没有考虑到当物料泄漏时，人员是否出現在现场的概率。另外，本方法只是简单的考虑计算保护层的数量，没有考虑保护层是否独立于场景的初始事件或其他保护层，也没有考虑不同保护层类型对于风险降低能力的差异。

2 风险图法

风险图法是一种半定性的确定仪表安全功能的安全完整性等级的方法，此方法使用了许多参数，包括危险状况的后果（C）、占用率（暴露区域被占用的概率）（F）、避免风险状况的概率（P）、要求率（在所考虑的仪表安全功能不存在的情况下，每年发生危险状况的次数）（W）。

假如事故剧情中有人员伤害，则需要确定人员出现在危险区域的概率F，对于财产损失，环境污染的场景，除了人员出现在危险区域的频率以外，其它的后果概率C、P，以及对SIF的要求频率W都需要考虑。

风险图法使用了5个参数—C、F、P、W、SIL，每一个的值都有一个数量级的范围，将不可避免地产生较大的偏差。为避免低估风险降低而带来的危险，通常在一个保守的基准上进行分析，会得到更高的SIL需求，将导致企业成本增加。

3 保护层分析法

LOPA是一种半定量的风险评价方法，通过制订不同的场景，确定事件频率、后果严重性和独立保护层（Independent Protection Layer， IPLs）失效可能性，来评估场景的风险等级。

一般的事故场景中，除了引发事故发生的初始事件外，通常会存在各种阻止事故发生的保护层。LOPA分析依据行业数据及实际情况合理选取初始事件的频率、独立保护层的要求时的失效概率，可以计算出削减后的事件频率，见图3及式1所示。另外还可能存在一些既不是引发事故的失效因素也不是保护层的因素（使能事件），在计算削减后的事件频率时还需要对其进行修正。

（1）

?iC —初始事件i的削减后的后果C的频率;?i1 —初始事件i的初始频率;PFDij —初始事件i中第j个阻止后果C发生的独立保护层要求时的失效概率PFD。

通过LOPA分析方法，计算出削减后的事件频率，然后与可接受值相除，就得到了风险降低因子RRF，RRF数值表征的是需要安全仪表功能进一步降低的风险大小，根据RRF的数值便可以判断安全仪表功能的SIL级别，如表1所示。

LOPA分析以其分析的客观性、可靠性和高效性等特点，近年来在行业内得到了越来越广泛的应用。LOPA分析定级结果受诸多条件影响，是一种半定量的分析方法，当使用LOPA时，场景风险的可比性仅仅在选择失效数据的方法、风险标准相同时才有可能比较，否则单纯比较SIL定级结果是没有意义的。