Proces projektowania AKPiA i systemów sterowania

Proces projektowania AKPiA
i systemów sterowania
mgr inż. Ireneusz Filarowski
Bezpieczeństwo i warstwy ochrony
Zabezpieczenie
Łagodzenie
skutków
Plany awaryjne
Warstwa planu awaryjnego
Tace, Podwójne
Ścianki zbiorników
Warstwa ochrony pasywnej
Zawór upustowy,
bezpieczeństwa
Warstwa ochrony aktywnej
System
Bezpieczeństwa
(SIS)
Wyłączenie Awaryjne
Interwencja
operatora lub
BPCS
Wyłączenie
procesu
Warstwa bezpieczeństwa
Alarm – wyłącznie awaryjne
Warstwa sterowania
Wysoki poziom alarmowy
Alarm procesowy
Podstawowy
System Sterowania Normalna
Praca
(BPCS)
Stan normalny
Warstwa sterowania
Niski poziom
SIL – poziom
nienaruszalności bezpieczeństwa
SIL
Ochrona
PFD
Redukcja ryzyka
Dostępność
systemu
4
Społeczeństwa i
środowiska
>10-4
>10 000
99,9999,999%
3
Ludzi
10-3 - 10-4
1000 – 10 000
99,9-99,99%
2
Ludzi, urządzeń i
produkcji
10-2 - 10-3
100 - 1000
99-99,9%
1
Instalacji
10-1 - 10-2
10 - 100
90-99%
PFD: Probability of Failure on Demand – Prawdopodobieństwo uszkodzenia na żądanie
Ryzyko
Rzeczywiste
ryzyko
Ryzyko
tolerowane
Ryzyko procesowe
Małe
Średnie
Duże
Minimalna redukcja ryzyka
Rzeczywista redukcja ryzyka
PSV, SSV
SIS
BPCS
Redukcja ryzyka osiągnięta poprzez zastosowanie warstw
zabezpieczeń oraz łagodzących skutki
Od analizy ryzyka do SIF
Jakie kroki należy podjąć by określić potrzebę redukcji ryzyka?
• Określenie wartości ryzyka docelowego dla procesu
• Określenie rzeczywistego ryzyka
• Określenie czy funkcja bezpieczeństwa jest potrzebna
• Zastosowanie funkcji bezpieczeństwa w warstwie zabezpieczeń
Metody ilościowe i jakościowe
• ALARP
• Matryca ryzyka
• Graf ryzyka
• LOPA
Określenie rzeczywistego ryzyka
BPCS
T-1
PAH
LT
LCV
PSV
Określenie wartości ryzyka docelowego
procesu
• Wymagania lokalne stawiane przez instytucje
publiczne, firmy ubezpieczeniowe
• Dobra praktyka inżynierska
• Specyfika procesu technologicznego
• Wymagania Zleceniodawcy
Załóżmy żądany docelowy poziom prawdopodobieństwa
awarii jest określony na poziomie 10-4 /rok
Awaria to rozszczelnienie zbiornika
Określenie rzeczywistego ryzyka
BPCS
T-1
PAH
LT
LCV
PSV
Zdarzenie
PSV nie
otwiera się
przy PAHH
Analiza zagrożeń i ryzyka
Pozycja
Odchyłka
Przyczyna
Konsekwencja
Ochrona
Zbiornik
T-1
Wysoki
poziom
Awaria
BPCS
Wzrost ciśnienia
Działanie
operatora
-
Wysokie
ciśnienie
Wysoki
poziom,
pożar
Uwolnienie do
środowiska
PSV,
operator, sys.
gaszenia
Ocena
warunków
emisji
-
Brak, Niski
przepływ
Awaria
BPCS
Brak
-
-
Brak
Przepływ
Możliwość
uwolnienia
do
środowiska
niebezpiecznych
odwrotny
substancji.
Zdarzenie inicjujące może powodować rozwój różnych
scenariuszy zdarzeń
Działanie
-
Określenie czy funkcja bezpieczeństwa
jest potrzebna
Alarm Wysokie
ciśnienie
Odpowiedź
operatora
Warstwa
zabezpieczeń
0,9
0,9
1. P=8*10-2 Brak wypływu
0,9
2. P=8*10-3 Działanie PSV
0,1
3. P=9*10-3 Rozszczelninie T-1
0,9
4. P=9*10-2 Działanie PSV
0,1
5. P=1*10-2 Rozszczelninie T-1
0,1
0,1
Założony żądany docelowy poziom prawdopodobieństwa awarii jest
przekroczony w scenariuszu nr 3 i 5.
Wniosek: wymagana funkcja bezpieczeństwa
Określenie czy funkcja bezpieczeństwa
jest potrzebna
Alarm Wysokie Odpowiedź
ciśnienie
operatora
Funkcja bez
pieczeństwa
Warstwa
zabezpieczeń
1. P=8*10-2 Brak wypływu
0,9
0,99
0,9
0,1
2. P=9*10-3 Brak wypływu
0,9
3. P=8*10-5 Działanie PSV
0,1
4. P=9*10-6 Rozszczelninie T-1
5. P=1*10-2 Brak wypływu
0,01
0,99
0,9
0,1
6. P=9*10-5 Działanie PSV
0,01
Po określeniu potrzeby SIS i określeniu
SIL dla każdej
funkcji
0,1
7. P=1*10-5 Rozszczelninie T-1
bezpieczeństwa sporządzamy dokument SRS
Dokument SRS
Działania do wykonania przed tworzeniem dokumentu:
• Koncepcja procesu technologicznego
• Ocena zagrożeń i ocena ryzyka
• Zastosowanie warstw zabezpieczeń innych niż SIS
• Określenie SIL jeśli funkcja bezpieczeństwa jest
wymagana
Dokument SRS
Dokument SRS zawiera
• Opis procesu technologicznego
• Diagram przyczynowo - skutkowy (Cause & effect
matrix)
• Bloki logiczne
• Arkusze danych procesowych
Arkusz SRS
Dziękuję za uwagę
mgr inż. Ireneusz Filarowski