LOPA分析作为风险评估的一种重要手段,在现今的流程工业的PHA过程中被广泛应用,起到了对风险辨识和风险对策的衔接作用,以便用最有效、最实用和最经济的科学方法,来把风险降至可接受水平。以下,是RiskCloud对LOPA分析所整理出的十个要点,供广大的工艺安全工程师们进行参考。
LOPA(Layer Of Protection Analysis)
中文译文为保护层分析,是一种简化的半定量过程风险评估方法。
LOPA分析提供了一种一致的方法,用来评估工艺危害分析过程如HAZOP提出的建议,帮助人们设计足够可靠的工艺控制系统以及具有适当SIL等级的应急系统。
LOPA在危险识别的基础上,进一步评估过程保护层的有效性并进行风险决策,是HAZOP技术的展开和深入。
使用LOPA的必要性
典型的化工过程包括各种保护层,这些保护层降低了事故发生的频率。但保护层多安全为足够安全?需要多少保护层?每个保护层降低了多少风险?
LOPA运用合理、客观、基于风险的方法回答这些关键问题,对每一个保护层进行分析。减少了感性因素,提供了清晰性和一致性的分析结果。
过程生命周期中LOPA的应用。
LOPA能够有效的用于过程或设施生命周期的任何阶段。
特别是PID图基本完成时的的设计阶段和改进现有工艺、控制系统的安全系统阶段。LOPA用于检查其他工艺危害分析方法(如LOPA、What-if、检查表等)发现的危害场景保护措施的可靠性。同时可作为安全仪表功能设计的一部分。
LOPA概要
LOPA是一种简化的风险评估。
通常使用初始事件频率、后果严重程度、独立保护层(IPLs)消失频率的数量级大小来描述风险。LOPA是建立在定性分析评估信息上的一个分析工具,LOPA分析执行一套完整的规则。主要目的是确定是否有足够的防护层以防止意外事故发生。
如上图所示,在不同的应用场景中可能有不同类型的保护层。一个场景可能需要一个或多个保护层,保护层的数量取决于过程的复杂程度和潜在的危险性。但没有任何一个保护层是完全有效的,因此必须提供充足的保护层来减少事故风险,以满足风险削减要求。
对于某个特定场景,通过LOPA分析判断是否有足够的独立保护层来控制事故风险,如风险不可接受则需要增加额外的独立保护层。
虽然LOPA不是一个完全的定量风险评估方法,但它是一种更适合评估事故场景保护层价值的简化方法。
LOPA的使用
在定性危害评估过程(如HAZOP等)中识别出风险场景后,针对不可接受后果和产生后果的一种原因后就可以使用LOPA进行分析。
LOPA仅限于评估单一的原因/后果的场景。
LOPA分析步骤
第1步:后果,筛选场景。LOPA先对先前的危害分析(如HAZOP分析)中识别的场景,基于后果进行分析和评估。
第2步:选择事故场景。LOPA一次只对一个场景,这个场景应对单一的原因/后果
如下图:
第3步:识别场景初始事件,并确定初始时间频率(次数、年)。大多数公司提供了预设值,也可参考文献的频率范围和同行业公司的经验数据。
第4步:识别独立保护层,评估每个独立保护层要求时的失效概率(PFD)。
有些场景需要一个保护层,有些需要多个或者失效概率非常低的保护层。
针对每个场景,识别现有安全防护措施并判断是否满足独立保护层IPLs的要求是LOPA的核心内容。
下表为某公司设定的初始事件发生频率。
第5步:将后果、初始事件和独立保护层相关数据进行计算,评估场景风险。计算过程中可能包含其他因素(取决于事件的影响),计算方法包括公式法和图标法。
第6步:评估风险,做出决策。将风险场景与公司容忍风险标准或相关的目标进行比较。
LOPA分析的执行
LOPA可由一个团队执行,可在进行HAZOP或What-if审查期间或者之后进行。很少存在一个分析人员单独工作的情况。
LOPA局限性
LOPA只是一种风险分析工具,给出了有价值、相对保守的风险评估结果,但结果比起定量分析结果相对的要简单的多。
(1) 只有使用相同的LOPA方法(失效数据),场景风险的对比才有有效性。
(2) LOPA是一种简化的方法,不一定适用所有场景。
(3) 在风险决策过程中,对于简单的决策,使用价值明显不足。对于复杂场景LOPA比定性方法更节省时间,因为LOPA将重点放在风险决策上。
(4) LOPA本身并不是危害识别工具,需要依赖识别初始危险事件的方法。
(5) 不同组织在危险容忍标准和LOPA执行程序上有差异,因此分析结果在组织之间通常无法直接比较。
LOPA的优点
(1) 与定量风险分析相比,LOPA花费时间较少。
(2) 可帮助解决决策时的分歧,提供了一致的简化的框架来评估风险。
(3) 可以提高危害评估会议的效率,帮助更快的达成风险判断。
(4) 有助于更精确的确定原因/后果对,改善场景识别。
(5) 整个组织中使用相同方法,有助于单元之间风险对比。
(6) 与定性方法相比,提供了更可靠的风险判断,并给定了场景频率和后果的具体值。
(7) 可以帮助机构决定风险是尽可能低且合理的,有助于满足监管要求。
(8) 可以帮助识别一些操作和程序能否将风险降低到可容忍的水平。
(9) 为每个独立保护层提供了更清楚的功能要求。
(10) LOPA的信息帮助组织决定操作、维护以及培训的重点在那些防护措施上。
LOPA相关政策法规
GBT 32857-2016 保护层分析(LOPA)应用指南
2016年8月29日发布,2017年3月1日实施
AQT 3054-2015 保护层分析(LOPA)方法应用导则
2015年3月10日发布,2015年9月1日实施
LOPA分析辅助软件
由上海歌略软件科技有限公司开发的RiskCliud风险管理解决方案中包含了HAZOP分析、LOPA分析和SIL验算功能。三者可以相互联动,可以将HAZOP分析的结果倒入LOPA分析作业中,避免缺漏和重复工作。同时,软件中内嵌计算公式和LOPA数据库便捷提示,分析结果可以一键导出,方便使用。
上海歌略软件科技有限公司(歌略软件),是一家专门提供高端安全风险管控软件的公司,总部位于上海,注册资金3000万元,目前已在北美成立营销中心。主要服务的对象集中于石油、化工、能源、制药等危险化学品制造与使用企业。歌略专注于安全风险管控管理软件和分析工具的研发与高端顾问服务。
歌略自成立以来,一直秉承不断自主创新的原则,歌略的理念是“不第一,即唯一”。近10年来,歌略相继推出了多款具有世界级领先技术的软件,在安全生产信息化及安全风险分析软件领域享有较高的知名度并拥有众多成功案例。
这十年间,通过国内外顶尖的IT及安全专家的持续努力,实现了多种世界领先的技术,其中自定义分析方法技术更加是突破技术极限,实现了国外的公司多年想实现却未实现的技术,是国产品牌的骄傲。RiskCloud相继荣获了多项国家发明专利及科技奖项,软件的功能模块不仅包含本书的核心HAZOP分析、SIL定级与基于马尔可夫(Markov)模型算法的SIL验证模块,还包括了FMEA、CyberRisk、QRA等多种模块,还可以根据客户实际需求,来定义符合自身特点的风险分析方法,以及定制其专属的风险分析模板。
