一文解析LOPA应用-点火概率估算的策略与实践

在化工过程安全领域，保护层分析（LOPA）是评估风险与确定安全措施有效性的关键工具。而其中点火概率的估算，更是直接影响风险评估结果与 SIL 定级决策的重要因素。豪鹏科技在服务软件客户过程中，经常收到关于点火概率确定方法的咨询，因其评估方法众多且难获全员认同，成为 LOPA 分析的痛点和难点。本文将探讨 LOPA 分析时点火概率的估算方法，为客户和同行提供参考思路和框架。

一、点火概率究竟为何？

点火概率，即在特定条件下，可燃气体或蒸汽与空气混合后遇点火源发生点火的可能性。它在 LOPA 分析中属于修正因子，与使能条件不同，使能条件左右事件发生概率，修正因子则关乎后果严重程度。其取值需依具体场景与现有数据而定，像统计分析、实验模拟、数值模拟以及专家经验等均可作为确定依据。在 LOPA 分析过程中，评估点火概率对于准确判定风险水平、合理确定安全完整性等级（SIL）起着重要的作用。

点火概率影响事故后果的严重程度：

二、点火概率评估方法

1、统计分析法：借助历史数据与事故统计资料，从中挖掘规律以确定点火概率。典型的如，美国CCPS《保护层分析——简化的过程风险评估》P89。豪鹏科技HAZOP-kit软件里【引燃的可能性】下拉的就是参考这个。

收集同类型化工装置过往多年的事故数据，分析其中可燃气体泄漏后发生点火的比例，以此为参考估算当前分析对象的点火概率：

点火概率=观测到的点火/观测到的易燃物质泄漏

在近代，导致一场大火或爆炸的事件已经被以某种形式所记载，有理由相信上式中的分子可以一定程度得到量化。然而，没有导致火灾或爆炸的泄漏事件很大的可能没有被严谨的记录到点火数据库中，上式中的分母可能较实际值更小。因而，人们倾向认为预计的点火概率比实际情况大。

依据《泄漏可燃物点火概率计算指南》，有如下常用评估途径：

2、实验模拟法：开发后果模型过程中，行业曾大力进行泄漏、火灾和爆炸的现场测试，并测量了结果。为今日可用的、更好的后果模型提供了基础和校准。在实验室环境下模拟实际场景，通过控制变量等手段评估点火概率。如模拟不同浓度可燃气体与空气混合，在特定点火源条件下的点火情况，反复试验得出较为可靠的数据。

3、数值模拟法：运用计算机模拟技术，依据相关物理化学模型预测泄漏后的点火可能性。通过分析计算包括工艺温度、泄漏物质自燃点、工艺压力、最小点火能、点火源强度等变量，得出泄漏发生火灾或爆炸的可能性。这种方法能在虚拟环境中快速模拟多种复杂情况，为点火概率估算提供量化参考。HAZOPkit软件已经将数值模拟算法集成到其功能之中。如需了解如何操作和应用这些功能，请观看以下视频教程以获取详细指导。

三、影响点火概率的多面因素

点火概率并非单一因素决定，它受点火源类型、泄漏物质性质、环境条件等多方面因素综合影响。比如，不同类型的点火源（如明火、静电火花、电气设备故障火花等）其点火能量不同，导致点火概率有别；泄漏物质的易燃性、挥发性、闪点等性质差异，也会使点火概率产生变化；环境的温度、湿度、通风情况等同样不可忽视，良好的通风可降低可燃气体浓度从而减少点火概率。深入了解这些因素并加以分析，是准确评估点火概率的核心要点。

四、风险评估与决策

完成点火概率估算后，便能依据风险评估结果决定是否需要增加额外的独立保护层（IPL），将风险降至可接受水平，同时确定 SIL 定级要求。若点火概率较高，表明风险较大，当其它保护层（非SIF）不足以降低风险时，则需通过增加安全仪表功能和相应的安全完整性等级来控制风险。如增设气体检测报警装置并与紧急切断阀联锁等；反之，若点火概率较低，在综合其他因素评估后，可适当简化独立保护层的配置或者不需要增加SIF，但仍需确保整体风险可控。

五、SIL定级的挑战

为有效应对专家和同行挑战，需构建明确的点火概率评估流程与方法，增强分析结果的科学性与可信度。从数据收集的完整性（确定现场的实际情况以及化学品相关参数）、评估方法的合理性（采用《泄漏可燃物点火概率计算指南》算法）到结果分析的严谨性（使用偏保守的评估数据），每一步都做到有据可依、清晰明了。如此，方能在专家审查或行业交流中，专业而自信的地展示LOPA分析成果和SIL定级决策，提升化工过程安全水平。

豪鹏科技在过程安全软件领域深耕多年，积累了丰富的专业经验和技术实力。我们自主研发的HAZOPkit软件在点火概率估算方面融合了多种模型，满足了不同场景下的分析需求。公司技术团队始终紧密结合实际业务、行业规范和技术发展，不断优化软件性能。我们坚持“软件即服务”的理念，将专业知识融入软件之中，为客户提供量身定制的技术支持和周到服务，以助力客户在过程安全领域追求卓越。