本書深入探討化工安全控制工程，針對化工行業(yè)高風險特性，圍繞安全儀表系統(tǒng)的應用展開。本書內(nèi)容涵蓋關(guān)鍵概念介紹、功能安全解析、化工風險識別與評估、保護層安全功能分配、風險控制措施、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用，旨在為企業(yè)提供全面、實用的化工安全控制工程指導，幫助企業(yè)提升生產(chǎn)安全水平，降低事故風險，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安全風險評估 7
1.5化工安全保護層分析 9
1.6化工風險控制 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應急釋放 12
習題 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
習題 37
第3章化工風險識別與評估 39
3.1風險及風險辨識概述 39
3.1.1風險 39
3.1.2化學品的風險矩陣 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人員組成及職責分工 50
3.2.3HAZOP分析步驟 52
3.2.4典型HAZOP分析應用 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可容忍風險 134
4.2.1風險的定義與分類 134
4.2.2可容忍風險和SIL的關(guān)系 134
4.2.3可容忍風險的制定 136
4.3預防保護層 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 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
習題 158
第5章化工風險控制 160
5.1風險控制 160
5.1.1風險控制概述 161
5.1.2風險控制原則 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風險預防與控制措施 177
5.3.1化學反應及控制 178
5.3.2應急減壓 182
5.3.3應急冷卻 183
5.3.4應急卸料 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 244
習題 248
參考文獻 250
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