本書深入探討化工安全控制工程，針對化工行業(yè)高風(fēng)險特性，圍繞安全儀表系統(tǒng)的應(yīng)用展開。本書內(nèi)容涵蓋關(guān)鍵概念介紹、功能安全解析、化工風(fēng)險識別與評估、保護層安全功能分配、風(fēng)險控制措施、安全控制系統(tǒng)及安全儀表系統(tǒng)工程設(shè)計七大方面。通過實際案例，詳細闡述HAZOP分析、LOPA方法、泄壓與防爆技術(shù)等風(fēng)險控制手段，以及緊急停車系統(tǒng)、火焰燃燒管理系統(tǒng)等安全控制系統(tǒng)的關(guān)鍵作用。同時，本書還著重介紹了安全儀表系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計原則及其在加氫工藝裝置中的應(yīng)用，旨在為企業(yè)提供全面、實用的化工安全控制工程指導(dǎo)，幫助企業(yè)提升生產(chǎn)安全水平，降低事故風(fēng)險，增強企業(yè)競爭力。
本書可作為高等院校自動化類專業(yè)、與安全儀表系統(tǒng)相關(guān)的理工科其他專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為安全儀表系統(tǒng)設(shè)計人員、流程工業(yè)安全技術(shù)人員的培訓(xùn)教材或參考用書。
第1章緒論 1
1.1安全事故回顧 1
1.1.1物料燃爆事故 1
1.1.2工藝過程事故 3
1.1.3蒸餾過程爆炸事故 3
1.1.4粉塵爆炸事故 4
1.2化工行業(yè)特性 5
1.3安全生命周期 6
1.4安全風(fēng)險評估 7
1.5化工安全保護層分析 9
1.6化工風(fēng)險控制 11
1.6.1溫度和壓力控制 11
1.6.2緊急猝滅 11
1.6.3加料控制 12
1.6.4應(yīng)急釋放 12
習(xí)題 13
第2章功能安全 14
2.1功能安全介紹 14
2.1.1安全概念 14
2.1.2功能安全概念 15
2.1.3功能安全參數(shù) 16
2.1.4國內(nèi)外功能安全的發(fā)展現(xiàn)狀 19
2.1.5功能安全評估與安全評估和可靠性
計算的關(guān)系 21
2.1.6功能安全及安全完整性 22
2.2安全儀表系統(tǒng)構(gòu)成 25
2.3安全儀表系統(tǒng)與基本過程控制系統(tǒng) 29
2.3.1控制和安全定義 31
2.3.2過程控制的特征——主動的或動態(tài)的 32
2.3.3安全控制的特征——被動的或休眠的 32
2.3.4控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)分別設(shè)置 33
2.3.5共因失效與系統(tǒng)（或功能）失效 36
2.3.6人力因素 37
習(xí)題 37
第3章化工風(fēng)險識別與評估 39
3.1風(fēng)險及風(fēng)險辨識概述 39
3.1.1風(fēng)險 39
3.1.2化學(xué)品的風(fēng)險矩陣 40
3.1.3分析對象與分析方法 40
3.1.4工藝物料性質(zhì) 41
3.1.5工藝危害分析方法 42
3.2危險與可操作性（HAZOP）分析 48
3.2.1HAZOP分析內(nèi)容 48
3.2.2人員組成及職責(zé)分工 50
3.2.3HAZOP分析步驟 52
3.2.4典型HAZOP分析應(yīng)用 63
3.3案例分析 94
3.3.1HAZOP分析案例一 94
3.3.2HAZOP分析案例二 96
3.3.3HAZOP分析案例三 97
3.3.4HAZOP分析案例四 113
習(xí)題 116
第4章保護層安全功能分配 117
4.1安全完整性等級（SIL） 117
4.1.1安全完整性等級評估研究現(xiàn)狀 118
4.1.2SIL評估依據(jù) 121
4.1.3安全完整性等級（SIL）計算方法 123
4.1.4不同模式下完全完整性等級 129
4.2可容忍風(fēng)險 134
4.2.1風(fēng)險的定義與分類 134
4.2.2可容忍風(fēng)險和SIL的關(guān)系 134
4.2.3可容忍風(fēng)險的制定 136
4.3預(yù)防保護層 137
4.3.1工藝裝置設(shè)計 137
4.3.2過程控制系統(tǒng) 138
4.3.3報警系統(tǒng)和人員響應(yīng) 138
4.3.4停車、聯(lián)鎖儀表系統(tǒng) 139
4.3.5物理保護措施 139
4.4減輕保護層 140
4.4.1封閉系統(tǒng) 140
4.4.2洗滌設(shè)備和火炬 140
4.4.3火氣系統(tǒng)（F&G） 140
4.4.4緊急疏散程序 141
4.5其他降低風(fēng)險方法設(shè)計 141
4.6保護層分析（LOPA）法 142
4.6.1LOPA小組 143
4.6.2保護層分析流程 144
4.6.3LOPA后果評估 155
4.6.4LOPA的頻率分析 156
習(xí)題 158
第5章化工風(fēng)險控制 160
5.1風(fēng)險控制 160
5.1.1風(fēng)險控制概述 161
5.1.2風(fēng)險控制原則 162
5.2安全基礎(chǔ)的選擇 165
5.2.1工藝物料的選擇 165
5.2.2工藝路線的選擇 168
5.2.3間歇和半間歇操作 169
5.2.4工藝風(fēng)險 171
5.2.5不同情形的過壓問題及其安全方式 172
5.2.6工廠操作的有效性和兼容性 174
5.2.7工藝控制及工廠優(yōu)化 175
5.3風(fēng)險預(yù)防與控制措施 177
5.3.1化學(xué)反應(yīng)及控制 178
5.3.2應(yīng)急減壓 182
5.3.3應(yīng)急冷卻 183
5.3.4應(yīng)急卸料 183
5.3.5緊急猝滅 183
5.3.6超壓泄爆 186
5.3.7其他措施 190
5.4泄壓系統(tǒng)與泄壓量計算 191
5.4.1泄壓閥概述 191
5.4.2典型泄壓設(shè)備類型 193
5.4.3泄放設(shè)備的尺寸計算 194
5.5惰化防爆技術(shù) 199
5.5.1真空惰化 200
5.5.2壓力惰化 201
5.5.3吹掃惰化 202
習(xí)題 203
第6章安全控制系統(tǒng) 204
6.1緊急停車（ESD）系統(tǒng) 204
6.1.1ESD系統(tǒng)的基本要求 205
6.1.2ESD系統(tǒng)的構(gòu)成 205
6.1.3ESD系統(tǒng)的特點及功能 206
6.1.4相關(guān)儀表的選型原則 206
6.2火焰燃燒管理系統(tǒng)(BMS) 206
6.2.1BMS的定義 207
6.2.2BMS設(shè)計要求 207
6.2.3BMS的初步設(shè)計 207
6.2.4BMS的詳細設(shè)計 208
6.2.5故障容許極限 212
6.3火災(zāi)報警及可燃氣檢測系統(tǒng)（FGDS） 213
6.3.1FGDS 的概念 213
6.3.2FGDS 總體要求及結(jié)構(gòu) 213
6.3.3FGDS在過程中的功能和作用 214
6.3.4FGDS與ESD和DCS的關(guān)系 215
6.3.5FGDS的設(shè)計原則 215
6.4報警管理 216
6.4.1基本概念 216
6.4.2報警管理 217
6.4.3案例 224
習(xí)題 225
第7章安全儀表系統(tǒng)工程設(shè)計 227
7.1工程設(shè)計概念 227
7.2安全要求規(guī)格書 228
7.2.1安全儀表功能安全要求 229
7.2.2SRS安全完整性要求 231
7.2.3SRS參考文件 231
7.3安全儀表系統(tǒng)設(shè)計原則 231
7.3.1檢測儀表 231
7.3.2最終元件 232
7.3.3邏輯控制器 234
7.3.4SIF結(jié)構(gòu)設(shè)計 234
7.3.5人機接口 238
7.4加氫工藝安全儀表系統(tǒng)設(shè)計 239
7.4.1油品加氫工藝 240
7.4.2化工加氫反應(yīng) 244
習(xí)題 248
參考文獻 250
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