②基本過程控制系統(BPCS)

BPCS是過程監測控制層，是執行持續監測和控制生產過程的控制系統，可提供三種不同的安全功能：a．連續控制行動，保持過程參數在正常范圍內，并努力防止初始事件場景發生；b．自動識別過程偏差，及時提供報警，促使操作人員采取糾正行動，使過程正常化；c．自動跟蹤過程，不試圖使過程正常化，而是使裝置安全停車，使過程處于安全狀態。BPCS作為保護層，其檢測元件、邏輯控制器和執行元件都必須分別與SIS在物理上獨立。

IEC 61511第1部分給出兩個限定條件：a．用作保護層的BPCS實現的風險降低因數RRF不大于10；b．如果要求BPCS實現的風險降低因數RRF大于10，BPCS的設計和管理必須遵循IEC兩標準，即達到和SIS一樣的功能安全水平和進行功能安全管理，且需保證用作風險降低的通道與引發原因通道(被保護通道)相互獨立。

③關鍵點報警及人工干預

在關鍵點報警后(即高報警，與SIS響應的高高報警不同)，通過人工操作使裝置運行在設定的正常范圍內，或通過人工操作裝置仍不能正常響應時也可實現人工安全停車。對操作人員的要求是熟悉管道和儀表流程圖，熟悉裝置陛能，具備基本的過程操作能力，具備風險控制能力。在關鍵點報警后實現安全停車，這一操作過程也相對簡單。

④SIS保護

SIS是通過安全儀表實現安全功能的一種保護層，它是在BPCS失效且人工干預又失效后，臨界狀態即將發生時(即高高或低低報警后)立即通過安全儀表功能快速響應，實現緊急停車(ESD系統)。SIS的檢測元件、邏輯控制器、執行元件完全獨立于BPCS，SIS的設計應遵循IEC兩標準及國內相關標準(GB／T 50770—2013《石油化工安全儀表系統設計規范》)，硬件設備應經權威性機構認證，工程設計時根據公司風險目標的要求以及現有保護層的風險降低概率，選擇SIS的安全完整性等級。

⑤物理保護

物理保護也稱為機械保護，如儲罐的安全閥、爆破片及溢流閥等，通過機械形式使能量(或危險物質)的包容物不發生物理爆炸事故或事故危害減輕。在對重要的設備設置安全閥時也同時設計人工自動放空閥。

⑥釋放后保護

釋放后保護是在已發生可燃氣體、液體泄漏后的保護系統。主要是設置火災和氣體安全系統(FGS)檢測泄漏或火災事故，實現報警并啟動自動消防系統；設計攔蓄區使事故局限化；設計建筑物泄壓，減輕爆炸破壞力；按規范留足建筑物之間或設備之間的防火間距，防止相互引燃事故；設計火炬，減少事故對環境的危害；選擇防爆電器、設計防雷、防靜電接地，防止電氣火花引燃爆炸性混合氣體等。

⑦緊急響應

本層是指較嚴重的事故發生后，通過啟動應急搶險預案，如報警、組織搶險、組織廠區和社區人員疏散。因本層涉及到人為因素及不確定因素，難以準確地評估其功能績效和給出失效概率，所以本層不作為獨立的保護層。我國已經發生了多起石油、化工、燃氣泄漏事故，有的事故從發現泄漏到發生爆炸其過程長達幾個小時，但由于緊急狀態下的處理不當，人員疏散不及時造成了重大的傷亡事故。這些事故案例一方面說明了此層確實不能作為獨立的保護層，另一方面也說明了此層的重要性，正確利用緊急響應層，人員傷亡可以避免或傷害程度可以減小。

LNG儲罐是LNG工廠危害性最大的危險源，以某工廠的LNG儲罐為例進行LOPA分析。該儲罐容積為5000m³，為單容罐，常壓。出液口在儲罐底部正下方，出液口內罐處裝有一個內置閥，外罐處裝有一個根部閥；進液管從罐頂部引出，經絕熱層引至儲罐側下方，進液口裝有根部閥；儲罐裝有安全閥，安全閥壓力保護設定為一級排放排向火炬，二級排放在罐頂部直接排向大氣。危險事件的場景描述是：①因BOG控制回路失效，罐內BOG超壓，安全閥動作泄壓排放；②出液口因外罐根部閥泄漏，液體流淌到地面；③進液口因根部閥閥體裂紋泄漏。上述三種危險事件釋放的易燃物質遇點火源發生火災。

①LOPA分析報告

LOPA分析報告見表1。

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②殘余風險計算

由表1知

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ff和fp已在第5列和第9列中考慮，fs取0.5^[1]，則由式(2)得R=5.1×10^-7。

③殘余風險評估

本公司風險目標控制值為1×10^-6(此值參考英國健康和安全局標準)，殘余風險計算值5.1×10^-7低于風險目標控制值，可以接受。

①IEC 61508、IEC 61511兩標準雖關注的焦點是安全儀表的功能安全，但是從另一面也揭示了SIS技術保護層與其他技術保護層的關系，合理設計、分配保護層的功能是工程設計的重點。

②功能安全不僅是保護層的設計和搭建，更重要的是在整個生命周期內，建立以功能安全為核心的管理體系，日常的定期維護、測試、評估等是功能安全管理必不可少的內容。

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[1]盧衛，王延平．保護層分析方法[J]．安全、健康與環境，2006(4)：32-34．