Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)
-
Upload
ie-net-ingenieursvereniging-vzw -
Category
Engineering
-
view
338 -
download
3
Transcript of Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)
![Page 1: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/1.jpg)
1
No part of this edition can be multiplied and/or made public by means of print, photocopy, digital copy, scan or by any other means and for any purpose, without prior written consent by Nero BVBA. The partial or full use of the contents of this edition is forbidden, except in case of express prior written consent by Nero BVBA
Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling
Erik [email protected]
![Page 2: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Waarover gaat het?
Proces risicoanalyse
MAATREGELEN
ontwerp
controlesystemen
procedures
instrumentele kringen
menselijke interventie
mechanische toestellen
schadebeperkende maatregelen
![Page 3: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Design and Engineering
of
SIS
Installation,
Commissioningand Validation
Operation & Maintenance
Modification
Decommissioning
Safety Requirements
Specification
for the SIS3
4
5
6
7
8
Ve
rifica
tion
Sa
fety
life
cycle
str
uctu
re a
nd
p
lan
nin
g
Ma
na
ge
ment o
f
fun
ctio
nal s
afe
ty a
nd
fu
nction
al s
afe
ty a
sse
ssm
ent a
nd
au
ditin
g
Development of other
Design and
means of
Risk Reduction
Allocation of Safety
Protection LayersFunctions to2
Hazard & Risk
Analysis1
Lifecycle IEC61511
![Page 4: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Typische aanpak
HAZOP
LOPA
SIL kringen
MAATREGELENRisico-
matrix
![Page 5: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Impact risicoanalyse
� Aantal SIL kringen
� SIL niveau
� Effectiviteit
� Onafhankelijkheid
![Page 6: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Aantal SIL kringen
� Criteria risicoanalyse
� Calibratie matrix of LOPA
� Inschatten frequenties oorzaken
� Inschatten gevolgen
![Page 7: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Criteria voor opstellen scenario’s
� Van welke veronderstellingen vertrekt een scenario?
Poper norm = 2 barg
Shut-off pressure pomp =
8 barg
Setting veiligheidsklep =
10 barg
Setting PSV =
5 barg
Poper max = 3 barg
Ontwerpdruk = 10 barg
![Page 8: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Criteria risicoanalyse
� Twee mogelijkheden
– Ontwerpwaarden als limiet
– Mechanische eigenschappen in rekening
![Page 9: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Impact calibratie risicomatrix
ERNST (gevolg) WAARSCHIJNLIJKHEID (kans)
A B C D E F
Ern
st
kla
sse
MensFinanciële
gevolgenMilieu Reputatie
Waarschijnli
jkheid
kleiner dan
eens per
10.000 jaar
10-5 ≤ W < 10-
4
Waarschijnlij
kheid kleiner
dan eens per
1000 jaar
10-4 ≤ W < 10-3
Waarschijnl
ijkheid
kleiner dan
eens per
100 jaar
10-3 ≤ W <
10-2
Waarschijnlij
kheid kleiner
dan eens
per 10 jaar
10-2 ≤ W < 10-1
Waarschijnlij
kheid kleiner
dan eens
per jaar
10-1 ≤ W < 10-0
Waarschijnlijk
heid gelijk of
groter dan
eens per jaar
W ≥ 10-0
1 EHBO
Onwel< 10 k€
Geringe emissie of
schade binnen
terreingrenzen
Klachten
van
omwonend
en 1 x
per
100.0
00 jaar
1 x
per
10.0
00 jaar
1 x
per
1000 jaar
1 x
per
100 jaar
1 x
per
10 jaar
1 x
per
jaar
2Licht letsel.
Tijdelijk
aangepast
werk.
< 100 k€
Lichte overschrijding
toelaatbare emissie.
Geen blijvende schade
buiten terreingrenzen.
Lokale
media/
klachten
3Ernstig
letsel met
werkverzuim< 500k€
Overschrijding
vergunning. Effect
buiten terreingrenzen.
Regionale
verslaggev
ing/
klachten
4Zeer ernstig
blijvend
letsel of
dode
< 10 MM€
Ernstige
overschrijding.
Emissie met schade
aan milieu. Correctieve
maatregelen buiten
poort noodzakelijk.
Nationale
verslaggev
ing/
klachten
5 Meerdere
doden> 10 MM€
Ernstige ecologische
effecten. Economische
schade.
Internation
ale
verslaggev
ing
Calibratie 1 x per 10.000 jaar
![Page 10: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Impact calibratie risicomatrix
ERNST (gevolg) WAARSCHIJNLIJKHEID (kans)
A B C D E F
Ern
st
kla
sse
MensFinanciële
gevolgenMilieu Reputatie
Waarschijnli
jkheid
kleiner dan
eens per
10.000 jaar
10-5 ≤ W < 10-
4
Waarschijnlij
kheid kleiner
dan eens per
1000 jaar
10-4 ≤ W < 10-3
Waarschijnl
ijkheid
kleiner dan
eens per
100 jaar
10-3 ≤ W <
10-2
Waarschijnlij
kheid kleiner
dan eens
per 10 jaar
10-2 ≤ W < 10-1
Waarschijnlij
kheid kleiner
dan eens
per jaar
10-1 ≤ W < 10-0
Waarschijnlijk
heid gelijk of
groter dan
eens per jaar
W ≥ 10-0
1 EHBO
Onwel< 10 k€
Geringe emissie of
schade binnen
terreingrenzen
Klachten
van
omwonend
en 1 x
per
100.0
00 jaar
1 x
per
10.0
00 jaar
1 x
per
1000 jaar
1 x
per
100 jaar
1 x
per
10 jaar
1 x
per
jaar
2Licht letsel.
Tijdelijk
aangepast
werk.
< 100 k€
Lichte overschrijding
toelaatbare emissie.
Geen blijvende schade
buiten terreingrenzen.
Lokale
media/
klachten
3Ernstig
letsel met
werkverzuim< 500k€
Overschrijding
vergunning. Effect
buiten terreingrenzen.
Regionale
verslaggev
ing/
klachten
4Zeer ernstig
blijvend
letsel of
dode
< 10 MM€
Ernstige
overschrijding.
Emissie met schade
aan milieu. Correctieve
maatregelen buiten
poort noodzakelijk.
Nationale
verslaggev
ing/
klachten
5 Meerdere
doden> 10 MM€
Ernstige ecologische
effecten. Economische
schade.
Internation
ale
verslaggev
ing
Calibratie 1 x per
100.000 jaar
![Page 11: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Impact calibratie risicomatrix
101010
Risicoreductie
Strengere matrix ���� meer SIL
kringen en hogere SILs
![Page 12: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Alternatieve voorstelling
Frequentie van initiële oorzaak
BESCHERMINGSLAGEN Eindfrequentie gevolg =
richtfrequentie
OORZAAK GEVOLGBESCHERMINGSLAGEN
Regelkring faalt Vrijzetting
Instrumentele beveiliging in
veiligheidsPLC
veiligheidsklep
10
100
1
10 jaar
1
100 jaar
1
10.000 jaar
Hoe groter het gevolg, hoe kleiner de frequentie waarmee men dit gevolg kan accepteren. Dus hoe meer risicoreductie er nodig is.
![Page 13: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Frequenties
voor initiële oorzaken
Calibratie
richtfrequentiesgevolgen
EISEN
beschermingslagen
LOPA
Basis voor LOPA
![Page 14: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Besluit
AANTAL SIL KRINGEN
Criteria analyse
Calibratie risicomatrix
Calibratie LOPA (oorzaken, gevolgen,
maatregelen)
![Page 15: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/15.jpg)
15
� Verkeerde calibratie risicomatrix
� Scenario’s die niet druk-gerelateed zijn
� Brosse breuk door lage temperatuur
� Hoge temperatuur
� Runaway scenario’s
� Overspeed op stoomturbines
� Ketelbeveiligingen (vlamdetectie)
� Druk scenario’s met veiligheidskleppen naar atmosfeer
� = secundaire scenario’s
Wanneer hoge SILs? (SIL3)
![Page 16: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Voorbeeld secundair scenario
� Eindgevolg 1: “Openscheuren LPG tank”
� Oorzaak: faling regeling
� Maatregel 1: instrumentele beveiliging
� Maatregel 2: veiligheidsklep
� Eindgevolg 2: “Afblazen LPG via veiligheidsklep”
� Oorzaak: faling regeling
� Maatregel 1: instrumentele beveiliging
LIC
LT
LIC
LT
![Page 17: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Secundaire scenario’s via LOPA
Regeling faalt
Tank scheurt open met grote vrijzetting
Instrumentele beveiliging
Veiligheidsklep
100 (SIL1)
1
10 jaar
1
100 jaar
1
100.000 jaar
100
Scenario 1: openscheuren sfeer met LPG
Regeling faalt
Veiligheidsklep blaast vloeibare LPG af
Instrumentele beveiliging
1000 (SIL3)
1
10 jaar
1
10.000 jaar
Scenario 2: afblazen veiligheidsklep met vloeibare LPG
![Page 18: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Uitkomst procesveiligheidsanalyse is meer dan SIL bepaling
� Instrumentele beveiligingen moeten voldoen aan 3 eisen:
• Onafhankelijkheid
• Effectiviteit
• Auditeerbaarheid
![Page 19: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Typische fouten onafhankelijkheid
![Page 20: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Bijkomende bedenkingen onafhankelijkheid
• Common cause tussen regelingen en beveiligingen
• Instrumentele beveiligingen in BPCS
� Enkel wanneer de oorzaak niet in het BPCS systeem kan zitten
� Hou rekening met impact op het testinterval
� Hou rekening met afschermen BPCS
� IEC61511 zegt: “
![Page 21: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Verschil instrumentele kringen als oorzaak en als beveiliging
LSHH
02
LT
01
LIAH
01
POMP
P1XV-1
OPSLAGTANK
T-1
HV-2 HV-3
LSL
1HV-1
S-1
![Page 22: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Zelfde PID, ander proces
� Proces 1
– Operator verlaat losplaats na start van de lossing
– Lossing wordt gestopt door de LSL in de zuig van de pomp
� Proces 2
– Operator blijft tijdens de lossing aanwezig
– Lossing wordt gestopt door operator die het niveau in de tank opvolgt en de pomp hoort caviteren
Waarom belangrijk?
Omdat in proces 1 de LSL een oorzaak van een scenario is en in proces 2 de LSL een beveiliging is!
SIL
![Page 23: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Voorbeelden
![Page 24: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Lossing tankwagen naar tank
![Page 25: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/25.jpg)
25
No flow scenario
![Page 26: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Overvullen
![Page 27: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Onderdruk in tankwagen
![Page 28: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Reactor
![Page 29: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Runaway door faling koeling
REACTOR
CIRCULATIE
KOELWATER
Monomeer
Catalyst
FT
FT KWS KWR
TT1 TIC
FQIC
FQIC
TT2
Stadswater
PT
PI
![Page 30: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Runaway door faling roerder
![Page 31: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Hoge druk door overvullen
REACTOR
CIRCULATIE
KOELWATER
Butadieen
Catalyst
FT
FT KWS KWR
TIC
FQIC
FQIC
10 barg
20 barg
PT2
XV1
PT
PI
![Page 32: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Doorbraak via bodemklep
REACTOR
CIRCULATIE
KOELWATER
Butadieen
Catalyst
FT
FT KWS KWR
TIC
FQIC
FQIC
10 barg
20 barg
PT2
XV1
PT
PI
![Page 33: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Dumpen naar andere tank als IPL
REACTOR
CIRCULATIE
KOELWATER
Monomeer
Catalyst
FT
FT KWS KWR
TT1 TIC
FQIC
FQIC
PT
PI
DUMPTANK
![Page 34: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Te veel componenten in SIF
PT
ESD
LIC
DCS
LT
XV1
XV3
XV2
XV4FV1
P1
P2
P3
![Page 35: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/35.jpg)
35
Vereenvoudigde SIF
![Page 36: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/36.jpg)
36
Bijbehorende architectuur
4oo4Safety
PLC
1oo2
1oo2
1oo2
1oo2
XV1
XV4
XV3
XV2
P1
P2
P3
FV1
PT 1oo1
![Page 37: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/37.jpg)
37
Complexe SIFs
Propyleen
XV-12x1 XV-12x2
XV-12x3 XV-12x4
Waterstof
R-1201
Catalyst
XV-1218
XV-12x5
Diluent
FV-1109
R-1202
R-1202
R-1202
R-1202
R-1202
SLURRY
PUMP
SEALS
PSHH
PSHHH
T-1324
R-1204
R-1203
FV-1204
XV-1205
XV-1250 XV-12x6
P-1201-4A/B
PV-1236
![Page 38: Procesveiligheidsstudie als basis voor SIL bepaling (NL)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022082210/58ef98db1a28ab18638b45e7/html5/thumbnails/38.jpg)
38
VRAGEN?