重要的独立保护层之“关键报警和人员操作”——保护层分析技术（二）

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在上一期中（你操作的装置足够安全吗？——保护层分析技术（一）），对保护层分析技术（LOPA）的定义、应用阶段及实施步骤进行了简要描述，本期将简要说明独立保护层的概念，重点介绍“人员操作”作为防护措施，在满足什么样的要求时可以成为独立保护层，以便识别这些关键的“人员操作”，编入操作规程，并加以规范和重视，这样可以有效提升装置在生产波动时的操作水平，预防事故发生。 

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独立保护层的定义 

独立保护层是能够阻止场景向不良后果继续发展，或者杜绝最终事故发生的一种设备、系统或行动，并且不受初始事件或场景中其他保护层的影响，可以单独起到预防事故的作用。在进行LOPA时，区分独立保护层和防护措施非常重要。防护措施也可以是中断初始事件发生后的事件链的任何设备、系统或行动，但是，由于防护措施不具备一些特定条件，其防止事故发生的有效性难以保证，这样的防护措施就不是独立保护层。 

【要点解析】

对独立保护层的识别和评估是进行LOPA的重要步骤。由于独立保护层是那些“强力有效”的防护措施，如果维护其“正常运转”，便可以有效防止事故发生。因此，正确识别装置中的独立保护层可以帮助企业决定操作、维护以及相关培训的重点放在哪些防护措施上，这样可以帮助企业将有限的资源用在重点环节上，保证独立保护层“正常运转”，是预防事故最直接、最有效的做法。例如，许多企业决定将检验、测试和预防性维护活动的重点放在LOPA识别出的独立保护层上；对于其它的防护措施（非独立保护层），通常决定让其一直运行直到失效或进行较少的检查及维护。

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独立保护层的类型和特点 

常见的可能成为独立保护层的防护措施类型和特点如下：

（1）基本过程控制系统（BPCS）。包括正常的手动控制，是过程正常运行期间的第一层保护，如：DCS系统。BPCS的设计是为了使过程处在安全工作区域。如果BPCS控制回路的正常操作符合适当的标准，则可作为独立保护层。

（2）关键报警和人员操作。是过程正常运行期间的第二层保护，并且这些系统应该被BPCS激活。也就是说，当某些报警触发的操作行动满足各种标准，确保有效地中断事故发生，则该报警和人员操作一起可作为一个独立保护层。

（3）安全仪表系统（SIS）。由传感器、逻辑计算器和执行元件组成，具有一定的安全完整水平。通过检测超限（异常）条件，如：压力超高、液位超低等，使控制过程自动进入功能安全状态。SIS系统在功能上必须独立于BPCS（如：DCS）才可能作为一种独立保护层。

（4）物理保护（安全阀、爆破片等）。如果这类设备设计、维护和尺寸合适，则可以作为独立保护层，它们能够提供较高程度的超压保护。

（5）释放后保护（防火堤、防爆墙等）。如果这类设施设计、维护和强度合适，则可以作为独立保护层，它们是被动的保护设备，但能够提供较高等级的保护。

以下是一些通常不考虑作为独立保护层的防护措施，包括：培训和取证、程序、正常的测试和检测、维护、通信、标识、工厂应急响应（消防队、人工喷水系统、工厂撤离等）等。这些防护措施虽不是独立保护层，但是在确定独立保护层的失效概率（PFD）时，需要考虑这些因素。 

【要点解析】

防护措施对于预防事故至关重要，操作人员需要了解一般防护措施和独立保护层的概念、类型和特点，能基本判断哪些防护措施可能成为独立保护层，并对独立保护层给予更多的重视，尽可能地在日常维护中优先确保其完好运转。这对于预防事故发生，开展基于风险的安全管理尤其具有意义。

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“关键报警和人员操作”具体要求 

“关键报警和人员操作”如何成为独立保护层呢？首先需要了解一下BPCS作为独立保护层的要求， BPCS是执行持续监测和控制日常生产过程的控制系统，可以提供3种不同类型的安全功能作为独立保护层：一是连续控制行动，保持过程参数维持在规定的正常范围以内，并努力防止导致初始事件发生的异常场景的发展；二是状态控制器（报警跟踪单元），识别超出正常范围的过程偏差，并向操作人员提供信息（通常为报警信息），促使操作人员采取具体的纠正行动（控制过程或停车）；三是状态控制器（控制继电器），采取自动行动来跟踪过程，而不是试图使过程返回到正常操作范围内。这种行动将导致停车，使过程处于安全状态。

当BPCS实现第二种安全功能时，即“识别超出正常范围的过程偏差，并向操作人员提供报警信息，促使操作人员采取具体的纠正行动”，此时的“报警信息+人员操作行动”一起成为一个独立保护层。同时，这些操作行动应满足以下要求：

（1）操作人员采取行动的报警（信号）必须是可检测到的，这些报警必须始终对操作人员可用；即使在紧急情况下，对操作人员来说报警也必须清晰、简单明了、易于理解。

（2）必须有充分的时间以便采取行动。这包括“确定要采取行动”的时间以及“采取行动”所花费的时间。采取行动可用的时间越长，人员操作行动作为独立保护层的失效率就越低，这层保护就越有效。

（3）不应要求操作人员在执行独立保护层要求的操作行动时同时执行其他任务。

（4）定期对要求的操作行动进行培训并记录。包括根据书面操作程序进行训练并定期审查，以证明所有操作人员都能完成报警所触发的特定要求任务。

（5）关键报警和操作行动应独立于其他独立保护层或初始事件中的报警、仪表、SIS系统或其他系统。

当“关键报警和人员操作”满足以上条件时，就成为独立保护层。 

【要点解析】

“关键报警和人员操作”是LOPA中重要的防护措施，当报警和人员操作同时满足独立保护层要求的特定功能时，就成为独立保护层，二者缺一不可。当企业确定了这个独立保护层，就可以重点维护此关键报警，操作人员重视此操作行动，确保时刻满足独立保护层要求，并据此开展管理活动，提升装置安全水平。