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议题34:冗余技术的应用能否提高油气行业的安全性和可靠性?

Elvis.E.Osung的图片

冗余概念通常使具有单点故障的系统更加可靠。在结构构件中增加冗余构件,以降低失效的可能性。

这在增加结构的安全性、功能性和可靠性方面起到了作用。工程上的冗余是指为了增加系统的可靠性而对系统的关键部件或功能进行复制通常是在备份或故障保险的情况下。这在许多关键系统中是高度适用的。

通过冗余技术的应用,油气行业如何才能达到更高的安全性和可靠性水平?

评论

托比·斯蒂芬的照片

在结构方面,冗余绝对能够并且将会提高结构的安全性和可靠性水平。由于非冗余结构依赖于结构的每一个成员,如果一个成员发生故障,那么整个系统就处于危险之中,而冗余成员可以潜在地避免故障或崩溃,直到系统被修复。

然而,我可以想象,在油气行业中,冗余应用的主要问题是与之相关的成本和维护的增加。冗余构件只与它们的维护一样好,所以腐蚀管理等的额外成本肯定会增加,冗余构件的实施很可能会归结为成本与增加的安全边际(即冗余构件增加的额外强度)。

--

托比斯蒂芬
石油与天然气工程硕士

特雷弗·斯特劳布里奇的照片

在结构上,我同意托比的观点。然而,最近海底结构的主要问题之一与安装有关,特别是重量挑战。似乎有几个变量可以决定重量因素,包括土壤,泥垫的宽度,桩等。冗余构件的过度设计会导致额外的重量和成本。例如:如果水下管汇的重量超过了安装船起重机的极限,则可能需要在单独的模块中进行安装,从而增加了安装时间。此外,从H&S的角度来看,在潜在的夹点区域工作的潜水员也可能面临额外的风险。我并不反对任何必要的裁员。远非如此,但我确实鼓励最佳实践设计,以产生适合目的的资产,而不是仅仅为了“有就好”而添加成员。

问候

特雷弗

穆斯塔法·坦塔维的照片

Mostafa坦塔维
阿伯丁大学海底工程硕士

冗余
在海底系统中,所有的海底制造是一种常见的实践方法吗
客户要求公司将多余的项目列入
他们的系统,作为一个例子,海底脐带负责
控制海底系统(执行器,阀门,PTT)是在a
冗余的方式,所以我们发现两条高压线,两条低压线,
两条供电线路。这些线之间的交替就完成了
如果有一行不能提供足够的输出,则自动执行。这种方法没有
只会增加系统的可靠性但是如果你从一个
从安全的角度来看,你会发现它非常有用,而SSIV的(海底
绝缘阀)就是一个很好的例子。

OKECHUKWU CHUKELU的照片

冗余是
旨在通过提高系统可用性来提高生产力,这是
通过并行的培训,在系统中建立更多的能力
设备。这种设备既可以处于被动模式,也可以处于主动模式。
然而,冗余也会降低系统可靠性并增加需求
关于系统维护。在这个阶段,我们可以说冗余是可能的
这种情况更有可能发生在海底系统中
其他油气应用。这是由于一些海底的性质
可能需要很长时间才能进行维护的维护。
例如,你在井口有两个节流器,以保持控制
有一个扼流圈坏了。

可靠性卫星井通过引入更多来减少
设备,尤其是扼流圈
模块本身有比较低的
可靠性,确实存在
另外,还需要额外的阀门允许
流量切换
通过一个特定的阻塞。考虑一个情况其中海底维护现场能力仅限几周
每年将有更多的维修工作要进行双节流井比
单节流井因为整体
井口下放
可靠性。因此维修船可以
多花点有价值的
时间维持在回呛在
导致直接生产的设备费用
的损失。

约翰·博斯科·阿利甘伊拉的照片

讨论主题34:冗余技术的应用能否提高油气行业的安全性和可靠性?

我同意我同事的观点,冗余的应用可以在提高油气行业的安全性和可靠性方面发挥非常大的作用。冗余被认为可以提高系统可靠性,因为基于概率的系统冗余概念,系统上的冗余结构可以帮助工程师在结构完全崩溃/失效之前检查警告信号的可用性[1-3]。的warnings that occur before total failure of a structure enables safety/maintenance engineers to carry out diagnosis of the entire structure and devise means of avoiding such failures to occur and thus improve on safety and reliability of such systems/structures. This is very crucial especially for offshore platforms that are subject to varying weather conditions such as hurricanes and strong waves as well as accidents from sailing ships.


石油和天然气领域的大多数海上事故主要是由人为错误造成的,例如海上/海底结构设计中的错误和遗漏;一个很好的例子是1980年的Alexander Kielland石油平台灾难/事故,以及导致一些海上平台失效的墨西哥湾飓风。这些事故主要是由于疲劳失效。在这些结构/系统的设计中加入结构冗余的概念,结构系统的故障肯定会减少,因为它将提高结构的鲁棒性,并能够避免意外事件,如某些构件的疲劳和断裂失效,构件因腐蚀而失效,技术缺陷或意外碰撞。对于冗余结构/系统,单个部件的故障并不意味着系统故障,因此,冗余结构允许在故障之前进一步提高结构强度,从而提高结构/系统的安全性和可靠性,这是提高油气行业特别是海上平台结构安全性和可靠性的非常重要的措施。


问候,

John Bosco Aliganyira
Msc。石油与天然气工程

引用:
1.用冗余策略选择的系统可靠性最大化,大卫W.科伊特,2010年。
2.结构设计和评估中的系统可靠性和冗余,作者:Samer Hendawi, Dan M. Frangopol。
3.事件系统的冗余性和稳健性,2000由K. Zˇiha。
4.海洋钢平台结构系统可靠性评估的进展,2001,t.o onoufriou *, V.J. Forbes

Menelaos Michelakis的画

(回答:猫王。Osung补充评论:Toby Stephen, John Bosco等)

冗余并不总是对系统有帮助。但有几点需要澄清。人力资源的冗余,或者技术、设备/工具/机械部件甚至金钱的冗余?它们都是有用的,但只有在特定的情况下。

人力资源:大部分的岗位,都是指人力资源。超过一定数量的员工/工人,系统的生产力/效率就会下降,你可以查看几乎每一本管理书籍来验证这一点。因此,我真的不相信冗余(人力资源)的应用将提高石油和天然气行业的安全性和可靠性。石油公司雇佣他们需要的人数工程师的素质比数量更重要。

设备:设备/工具/机械/某些机械部件的冗余,真正提高了石油和天然气行业的安全性和可靠性,我将举两个例子。

想象一个圣诞树,有阀门的那棵。想象一下现在有一半的阀门……安全性,在第二种情况下显著降低,所以冗余增加了安全性。

想象一下平台事故(一个例如),人们跑向救生筏,不穿救生衣.现在想象他们在奔跑穿着救生衣.在第二种情况下,安全性有所提高。

所以,一些阀门或者某些设备可以显著提高安全性.一般来说,我不会使用冗余这个词,因为一切主要取决于管理工程师的想法,其次取决于所花费的金钱或更多的人力资源。在我看来,花在设备/工具或更好质量的机械部件上的资金永远不会被浪费,因为正确投资的资金很少能保证成功并防止悲剧发生。

参考文献:A.Mather,海洋工程-介绍(第二版)

Kobina Gyan Budu的照片

Menelaos的最后一个观点是:“钱投资得当,保证成功
可以防止悲剧的发生。”

冗余是设施工程中非常重要的技术。它被整合到系统中以促进
它们的可靠性,提高可用性,提高利用率,最终提高产量。的
阀门或泵等关键部件的故障可能导致设备停机,损失宝贵的人员
数小时,产量损失,有时故障事件导致灾难性的后果。所有这些
可通过单个冗余阀或泵转移。冗余将实现计划/例行维护
没有任何生产中断。

然而,一个设施的冗余与为管理它而制定的维护计划一样好。
如果没有适当的维护,冗余可能无法达到预期的目的。如果不合适
经过管理的冗余设备同样可能在关键时刻发生故障。一个好的维护实践将会
主动定期测试冗余设备,以确保它们处于良好的工作状态。当
如果运行和维护得当,冗余将提高油气行业整个系统的可靠性。

孙昌焕的照片

我同意话题和同学对话题的看法。冗余
可以增加可靠性和安全性。组分状态分为两种情况,
失败与否。所以如果系统有冗余,故障的概率可以
比单系统低,提高了系统的可靠性。此外,
安全系统应在设计的触发下启动,即危险触发
的情况。更可靠的安全系统可以降低安全故障率
系统,所以冗余可以有助于安全。

特别是海底系统可以采用冗余控制系统。
控制模块中的水下电气模块具有冗余,即系统A和B,
每个系统都可以独立运作。即使一个系统失败了,
操作员可以选择其他的。由此,运算符不需要for
考虑到需要大量的修井费用。

但如果我们盲目地相信冗余,结论可能是相同的
两个独立的系统。这可以减轻操作人员对安全和安全的担忧
可靠性,它可以被认为是夸张的一个。所以设定目标
某些级别的可靠性,例如99.99xxx %,设计团队考虑
配置包括满足目标的冗余。

问候,

儿子,CHANGHWAN

ikenna_ekekwe的照片

系统中内置了冗余,以提高系统可靠性,确保系统完整性,并确保在发生故障紧急情况时,系统保持其功能有足够的时间来监控、控制和纠正情况。

然而,我们必须考虑到系统冗余是通过在系统中复制(有时是三倍)昂贵的关键组件来实现的,正如Toby前面提到的,这只会增加CAPEX和OPEX。此外,这些冗余组件占用了海上平台的空间和空间。冗余现在也经常被误用,因为在设计阶段可能会做出太多假设

随着目前资金减少的趋势,交付成果的压力越来越大,重点应该放在设计有助于满足工厂运营需求的系统上,这样冗余将成为一种奢侈,无需尽可能多的冗余就可以完成。

Ikenna Ekekwe

Joan.C.Isichei的图片

我完全同意Ikenna的观点。除了他的帖子,我想补充的是,冗余系统可靠性和成本问题之间的冲突导致了冗余分配问题(RAP)。RAP需要同时“选择共同满足所有设计约束的组件和系统级设计配置”,以优化可靠性或成本等目标功能。为了解决冗余分配问题,已经提出了不同的优化方法,大多数是基于元启发式方法。我认为,用这些方法解决RAP问题可以帮助油气可靠性工程师在设计安全系统时平衡可靠性/成本冗余问题。

参考

1.带冗余策略选择的串并联系统多目标可靠性优化。Safari,贾拉尔。

李秀芝的照片

是的,它肯定会增加安全性和可靠性。支持这一说法的最直接的证据是亚历山大号的倾覆。Kielland平台由于缺乏结构冗余。如今,半潜式钻井平台的设计必须考虑结构冗余,其中包括船级社(DNV, ABS)要求的支撑或支撑之间的连接。除了结构冗余,系统冗余也很重要。以动态定位(DP)钻机为例,其主要系统是推力器系统。推进器运行所需的子系统,如机械、发电、电源、控制系统、通风系统等,应设计为提供冗余的部件进行物理分离。主机组系统分为4组或8个推进器,DP3钻机。相应的子系统被设计和安排。这些家庭是独立的,与其他家庭没有联系。 In case one family is down, the other families are remained intact and still able to operate. The best way to measures the system redundancy is by performing Failure Mode and Effect Analysis (FMEA).

问候,

李秀芝报道

Soseleye F. Ideriah的照片

冗余是一个概念,它利用了为组件提供备份可能会减少故障事件发生的机会这一事实。即使是不可靠的并联组件也可以提高系统的可靠性。然而,增加机械系统中部件的数量也会增加系统的复杂性以及相关问题的复杂性,如下所述:

共模误差

添加额外的组件可能会导致灾难性的场景,其中一个故障可能导致所有组件的故障。例如,在飞机设计中,通过增加额外的发动机来降低发动机故障的可能性,从而增加了单个发动机引起更严重事故的可能性,因为它会爆炸并引发火灾,摧毁所有其他发动机和飞机本身。

过度补偿的问题

当向系统中添加额外组件导致系统操作员危险地超出设计限制增加系统产量时,冗余可能会适得其反。认为拥有更多“备份”的系统更安全可能会导致冒险行为。1986年挑战者号航天飞机爆炸就是过度补偿的一个灾难性例子。事故是由一个主o形环和一个备用的次级o形环失效导致爆炸造成的。极冷的温度会降低每个环的可靠性这一事实被忽视了。备用的次级o形环给人一种安全的错觉,使操作人员忽视了发射[1]时危险的寒冷和前所未有的温度。

系统可靠性可以通过冗余来提高,但应始终记住,冗余并不能消除可能导致故障的低概率危险事件的机会。油气行业必须了解冗余对可靠性的限制。

参考文献

1斯科特·d·萨根:《冗余问题:为什么更多的核安全部队可能产生更少的核安全》

adavis的照片

我同意。裁员要花钱,而钱又会驱使人们做出购买决定。我相信有很多设计的例子比现有的设计更安全。然而,如果设计过于昂贵,或者冗余的价值与风险相比很小,客户就不会购买它。

工程师经常需要决定如何使用预算,因此必须了解冗余的风险与回报。为了裁员而裁员对任何人都没有好处。正如一些人指出的那样,我们必须了解系统的弱点和失败的严重性。如果风险足够高,我们需要为这些组件提供冗余。

Foivos Theofilopoulos的照片

我完全同意Soseleye的观点。他举的挑战者号灾难的例子是正确的。在我看来,只有经过艰苦的检查和证明某些特定的关键(或不是)组件可能会失效,并且我们(作为设计过程的一部分)尽可能接近100%地确定适用于这些组件的条件后,才应该考虑冗余的必要性。当我们知道我们复制的组件在何种条件下会失败时,冗余应该被视为一种选项。如果不是,那么我们可能会发现自己处于备份和原始失败的不幸境地。

因此,对于维护困难且昂贵的环境,预先构建的冗余系统是重要的,但它们只应该应用在我们相当确定原始组件故障原因的情况下。

YAKUBU ABUBAKAR 51126107的图片

冗余特别是并行系统冗余的应用
是提高系统整体可靠性的重要方法,特别是在一个
非常关键的系统组件,以确保系统的最大可用性和
安全,特别是在海底油气作业和其他石化作业中
在工厂操作中,安全是第一位的。

冗余对系统的重要性与伯恩鲍姆重要性直接相关
而且也有一个函数的分量选择和时间,所以是必要的
确定系统中组件的定性和定量影响。

增加主动或被动并行冗余将会
降低系统故障概率,提高系统可靠性
尤其是在成本、空间和重量都是关键限制的情况下。

雅库布Abubakar。

Kareem Saheed Remi的照片

已经说了很多
冗余对油气行业安全性和可靠性的重要性。
当谈到旋转设备在石油和天然气行业,特别是那些
旋转设备是直接参与生产的概念
在数量和平行排列方面,它们具有冗余性
按时完成这些设备的维修计划
对生产的影响。及时开展维修活动
无需担心对生产的影响,有助于提高可靠性和可靠性
设备的可用性。

在安全,当它来的时候
把救生筏作为救生艇的冗余措施。在疏散场景中,
你无法想象在登上救生艇后,引擎拒绝启动,
相信我,你不会有时间修理/排除引擎启动失败的故障
相反,你使用救生筏作为替代。

Kareem R. Saheed

迈克尔·赛基的照片

当我们今天设计时,我们采用健壮的设计模型,特别是结构(桁架),这是因为我们需要最小化系统完全失败的概率。如果我们只根据容量要求进行设计,而不提供冗余,这有助于允许负载和应力传递和吸收,当整个系统的某个部分或组件出现故障时,整个系统就会失效。然而,我们需要注意的一点是,冗余可能不会最大限度地提高可靠性,因为它取决于每个组件的可靠性,但它可以最大限度地减少整个系统的故障。此外,它还有助于在对系统输出影响最小的情况下进行有效的例行维护。

此外,在发生事故或组件故障时,我们可以确保冗余,如多样性或保护,接管由于组件故障造成的差动负载或应力,从而确保系统的可靠性。

我不认为冗余直接增加了安全性,换句话说,我们不能说因为我们增加了冗余,我们就增加了安全性,但可靠性与故障概率有直接关系,因此,如果我们能保证冗余的成员有高可靠性,那么我们就提高了安全性

Elvis.E.Osung的图片

油气系统冗余模型的本质是既用于安全性,又用于可靠性。冗余的应用是一种主动措施,通过引入替代组件来降低系统故障的概率(正如Mostafa和Michelakis所指出的那样)。我们中的一些人(@Ikenna和Toby)认为,冗余应用增加了资本支出和运营成本,但与更换功能不良的海底组件的成本以及由于系统故障导致的生产损失相比,这并不是很有力量。或者,如果我们只能依靠井下阀门来减少资本支出,那么如果没有海底隔离阀,在紧急关闭的情况下会造成什么后果?@Michael,冗余可能不一定会增加单个组件的可靠性,但会增加系统作为一个整体的可靠性。

Deinyefa S. Ebikeme的照片

以下是一些评论
这是我的同事们关于冗余这个话题所做的,因为它会影响
任何系统的安全性和可靠性。

我必须画出你的
请注意,任何系统通常都包含冗余这一事实
在这种系统的设计阶段,它是一个功能的几个因素
如生产过程(连续、批量等)、成本(资本支出和运营支出)、
重量,位置,服务,可靠性等都要考虑
该系统在经过之前的关键评估后达到了合理的安全程度
建设商业和运营阶段开始。

最近,
冗余引入石油和天然气系统的所有自动化
自动故障排除(如HART和FF系统),因此需要很少或不需要
人力资源履行其职能。

因此,冗余
肯定会增加可靠性。

Deinyefa斯蒂芬
Ebikeme IBIYF

Igwe Veronica Ifenyinwa的照片

冗余可以大大提高系统的可靠性和可靠性
控制和/或监控系统的可用性。大多数应用程序都没有
需要冗余才能成功,但如果失败的代价足够高,
你可能需要冗余。

尽管如此,这个决定
完全投资于系统冗余并不总是能增加价值,但可以
在整个系统可用性方面实现的很少,特别是如果
冗余设计的好处和影响没有得到充分评估。为
例如,如果出现共同原因故障的显著概率
而这些在冗余设计中都没有考虑到,那么它就可以
使冗余实际上毫无用处,毫无效果。如果一个共同的原因
在运行过程中出现故障,会导致主机组和冗余机组的故障
系统会接连发生故障,在可靠性方面毫无用处
利益和结果。使用RAM分析也可以对账户进行识别
常见原因失效模式,确定采用的潜在效益
系统中不同的冗余设计。

Agba A. Imbuo的照片


首先我想说的是,在石油和天然气行业,与水下硬件成本相比,水下修井的成本非常高,因此水下系统的建造应该达到合理的安全性。在泵、阀门和执行器等关键部件的设计阶段,需要注意的是,冗余应该被纳入,因为这将增加系统的可靠性、可用性和可维护性,因为这可以防止严重的灾难性影响,如爆炸、生产时间损失、伤害和最重要的生命损失。
让我们看一个场景,我们需要进行系统维护或修井由于腐蚀说,疲劳,压力或骨折,而不是关闭生产,冗余保证生产仍然继续在进行其他活动。这应该不是说的想法使用最佳实践设计应该取消或被忽视的具有冗余系统或组件不完全消除失败的可能性。

安布罗斯AGBA
海底工程(51227054)

安德鲁·艾伦的照片

好吧,我只是发明了这个名称(啊哈!),但石油和天然气行业需要更多的缩写,对吧?!!

当然,运营商想要一个高度可靠的系统,但是随着风险的降低,增加系统可用性的成本大大超过了系统可用性的增加。

在这里,必须对系统中每个组件的临界性进行评估,以确定组件失效时对整个系统可用性的影响。平均故障时间(MTTF)和平均修复时间(MTTR)在分析中也很关键,因为专业承包商的动员时间可能会显著增加系统的停机时间。

另一个重要的考虑因素是系统内可能存在的时间效益。例如,管线充填(将管线充填到接近最大工作压力)意味着,如果上游出现故障,管道可以继续生产,直到故障部件修复,这意味着整个系统不会停机。

在决定增加系统可用性所涉及的成本是否与增加可用性不成比例时,应考虑对系统可用性有重大影响的关键组件以及额外冗余资本设备的成本、维修成本和时间等。

尼尔·弗雷泽·詹姆斯·卡尔的照片

冗余
这不是安全因素吗。这是一个好的设计,在适当的地方
为确保设备和资产安全运行而采取的额外措施
在合理的成本范围内。

安德鲁
在另一篇博客中提到了SCE离岸的重要性,以及这些是如何产生的
当事件发生时,将其与验证结合起来
计划ICP检查总是这样
假定这些组件的功能将得到维护。

关键部件上考虑到了冗余
在这些系统中有一个例子。防喷器剪切闸板,或救生船和救生
大量补贴。两者都允许系统中有足够的松弛量
确保资产和员工受到保护。这些都是很好的用途
离岸冗余并允许一个
在失去对方的情况下,和解的次要手段。设计和
计划是这里的主要安全措施,因为从这个阶段开始
有150%的POB撤离可能在船上或想法
“如果”适用于BOP,则需要采取额外的措施。然而
冗余不是个好主意,因为它不能减轻海上的所有风险
不管有多少系统是在一个糟糕的设计或计划无疑会危及机上人员的安全。

安德鲁·斯特拉坎的照片

我完全同意尼尔上一篇文章中的第一个观点。虽然我同意之前文章中通过冗余增加安全性的一些例子,但我认为作为工程师,我们需要小心,不要认为安全性和可靠性是密不可分的。

三个阀门串联(从开启位置开始)比三个阀门并联是一个更安全的系统,因为从安全的角度来看,关键的目标是关闭流量,以防止重大事故的发生。从可靠性的角度来看,考虑到损失的生产时间和修井成本,由于关闭的阀门需要重新打开,平行安排将更加可靠。


使用3个阀门排列的例子,从类(0.98打开和0.99关闭):
系列系统
系统可靠性(打开后关闭)= 0.941
所有阀门开启后关闭的可靠性= 0.999999
并行系统
系统可靠性(打开后关闭)= 0.971
所有阀门打开后关闭的可靠性= 0.996

这是一个非常简单的例子,但它表明在设计阶段理解和识别冗余的意图非常重要。

JIEFU的照片

通过故障树分析,可以证明冗余性能够提高系统的安全性和可靠性。Top事件的失败只会发生在所有基本事件都失败的情况下,这意味着它的可能性是这些基本事件的所有可能性的并集。虽然裁员会在一定程度上增加资本支出和运营成本,但有什么比人类的健康和安全更有价值呢?

对于油气行业,特别是海底管道系统的数据协调而言,数据冗余是实现准确可靠的实时管道信息,保证管道正常运行的关键。例如,在海底输油管道的一定长度内分布有5个压力传感器。如果其中一个传感器故障,系统可以根据同一时间点从其他四个传感器获得的数据,以及在此时间点之前接收的数据(假设有可靠的数据库可用),进行合理的“猜测”。在这里,我们可以想象如果没有数据冗余会发生什么,如果传感器故障是由管道内的极端条件引起的,例如高压,将导致严重的后果。

贝西·库弗雷·彼得的照片

1980年3月27日在北海的Alexander L. Kielland明确解释了冗余的概念(将系统的关键部件以并行或串联的方式复制,使其在故障时的影响不会导致系统故障或停止或降低生产能力)冗余是安全工程师的安全工具之一。由于缺乏冗余,D-6支撑失效,导致水听器角焊缝疲劳,导致123人死亡。

在Piper Alpha的灾难中,调查显示,事故是由于泵和相关安全阀同时进行维护工作导致的初始冷凝液泄漏。设计中没有考虑到冗余泵的冗余性,仅通过切换泵就可以进行维护,而不会停止或影响生产能力,也会冒着工人生命、财产和环境的风险。

从上述演示的事故案例和其他几个案例来看,冗余显然可以提高油气行业的安全性和可靠性。可靠性方框图(RBD)通常用于分析部件失效对系统的影响。这将增加整个系统的安全性和可靠性。

贝西,库弗雷·彼得
M.Sc-Subsea Engineering-2012/2013
阿伯丁大学。

Oluwasegun Onasanya的照片

在评估我们可接受的风险水平时,讨论一个高度哲学的观点是有用的——我们需要多少备份?
系统的临界值是多少?
它对日常运营和生产有多重要?
如果关键系统出现故障,公司的损失是多少?
让它重新上线需要多长时间?
有多少停工时间,可以负担?
在石油和天然气行业中,有几个系统,包括发电系统、注水系统、天然气系统
注射系统,生产系统。这些系统中的设备比其他系统更关键。
发电系统内的设备比其他任何设备都重要,甚至在其他系统中也是如此。原因是
大多数设备需要动力才能正常工作。
有了这样的关键,冗余必须考虑在内,从设备本身的设计。
仔细考虑,用于发电的涡轮发动机被设计成使用双燃料,尽管一次一种,如果设施
当发动机关闭并失去汽油时,发动机可以切换到柴油燃料,而不需要关闭其他一些主要设备。

使用冗余设备,可允许在无系统停机的情况下进行维修。在某些情况下,设备不能
在这种情况下,休眠冗余元素可能是延长操作时间的必要方法。

冗余的应用并非没有惩罚,因为它增加了重量、空间、复杂性和成本。然而,代价可能是
通过提高可靠性进行恢复。
因此,以增加设备的项目为代价,获得了安全性和可靠性。


引用:

1.活跃的冗余。www.engineer.jpl.nasa.gov

法曼·奥拉迪的照片

在哪里
可靠性是一个可以定义、计算和设计的变量,
在技术风险必须严格监管的地方,冗余是什么
不可或缺,有时不可避免。
复杂的技术和先进的系统的可靠性可能是
底层,通过计算,无形地调节和制造思想
公众和政策制定者。可靠性可以提供通过
冗余需要精确测量很多东西,比如
独立、相似和孤立。
然而,这并不意味着
冗余是一种无效的工程工具,但是我们应该承受
记住这是限制。

还记得
这种冗余有其成本也有其好处。可靠设计的关键是“
理解”,只是人类对我们所追求的东西的简单理解

Ryan Grekowicz的照片

根据我在石油和天然气行业的经验,我们进行了被称为“保护水平分析”的研究,以解决冗余问题。冗余并不是唯一要考虑的事情,但它是讨论的主要主题之一。分析是相当严格的,并使用正式的方法来确定必须采取什么实际措施来避免事故。

我不会试图解释整个过程,但我要说的是,当我们设计新项目时,我们必须进行这种评估。它必须由经过认证的个人进行,我们使用公司员工和专业承包商。

引用关于该主题的公司文件,“保护级别分析提供了一个一致的基础,以确定是否有足够的独立保护层来抵御危险事件,以实现所需的风险降低目标。”

所以为了回答上面提出的原始问题,是的,冗余确实增加了安全性,这就是为什么我们需要在我们的项目中评估它,但它必须至少以半定量的方法来确保应用的一致性。

Hanifah N. Lubega的照片

令人印象深刻的是
每个评论过这个话题的人都同意冗余是一种
确保安全性和可靠性的重要方面。让我困惑的是如果
像你这样的年轻工程师注意到了这一点,为什么我们仍然有这样的事件马孔多深水地平线? !其中之一
导致灾难的系统故障是井喷的失败
防喷器应该是密封的最后一个井控设备
万一发生事故,这口井就会完好无损。如果它的滚动那么重要,为什么没有
冗余空间?或者更好;最后的封井是由一个
为什么设计工程师没有提供盲剪冲压件
这个系统的冗余?

虽然我们都承认
安全性和可靠性的重要性,为什么我们要等少校
对我们之前已经知道的工程/技术解决方案起作用的危险
失去了生命和金钱?

Ambrose Ssentongo的照片

Hanifah,很高兴注意到这些问题需要答案,但关于冗余与安全,我倾向于另一个方向。我的观点是这样的;在我们的可靠性模块中,我们经常给出将系统设置为各种并行配置的场景,以计算这如何影响系统的可靠性,并进一步证明冗余在提高可靠性方面的重要性;然而,我们从来没有考虑到这对安全的影响。因此,我们不总是应用冗余系统,只是为了进一步确保我们的系统的可用性,而不是安全?我倾向于相信前者(冗余应用于解决可用性问题,而不一定是安全性问题)。我们将把两个系统放在冗余中,这样一个系统的故障就不会导致系统关闭;然而,冗余组件的不存在并不意味着系统是不安全的,因为在设计系统时已经考虑了安全因素,因此在某个关键组件故障的情况下,系统会安全关闭。我不知道其他人是怎么想的。

安布罗斯Ssentongo

选C。的图片

这个问题一直是油气行业工程师们争论的焦点。我已经看过了之前的评论,关于安全性和可靠性的概念,冗余有其众所周知的优点,但我也想到了它的一些缺点。

1)成本:增加冗余部件确实会增加拥有该设施的公司的资本支出和运营成本。

2)复杂性:冗余的概念为系统添加了备用组件,这样一个组件的故障将导致另一个组件的运行。这看起来很简单,但会使系统更加复杂。

事实上,冗余系统增加了组件和系统的数量,逻辑或控制可能只需要简单地打开/关闭阀门,现在必须包括阀门打开失败的检查和打开冗余阀门的进一步指令。

在工程上,人们通常认为,一个系统的关节数量越多,系统的故障次数就越多;也就是说,如果我的阀门有在特定温度下失效的倾向,那么在现有的阀门上增加相同类型的阀门就有可能使两个阀门在相同/不同的时间在两个不同的点失效。

在大多数情况下,冗余的增加也增加了系统的重量,这在油气行业是一个主要因素。每个公司都喜欢让他们的设备以尽可能低的或最佳的重量提供高产量。重量的增加导致钢结构和支撑元件的成本膨胀,从而增加资本支出(如前所述)。

冗余增加了安全性和可靠性,我认为公司倾向于权衡故障的可能结果及其后果,考虑到冗余系统的成本。这对确定冗余系统是否值得有很大帮助。

谢谢你!

Precious C. Ike

阿德尤巴·奥卢索拉的照片

Adejugba Olusola

应用程序冗余不应孤立地考虑。它必须与其他风险评估方法结合使用,以提高设备和生产系统的可靠性和可用性。在海上平台中,由于重量大小和分布的限制,冗余可能不一定是最好的,但会有其他方法。可用性是指设备在多大比例的时间内可以按需工作?(或者,系统在指定的持续时间内及时提供对其资源的访问的能力)。可靠性是指设备按需工作的可能性有多大?(另一种说法是,在特定的时间间隔内,某一物品在给定条件下执行所需功能的能力).{1}增加设备数量也带来了自身的风险,它使系统变得复杂,更不用说增加的成本了——资本、运营和维护成本。更有益的方法是应用固有安全原则,即使在棕地改造中也适用,尽管最大的利益是在设计阶段。

萨维塔·哈内夫的照片

Savitha汉尼弗
安全与可靠性工程硕士

萨维塔·哈内夫的照片

Savitha汉尼弗
安全与可靠性工程硕士

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我完全不同意Ambrose Ssentongo的观点,他说冗余的合并不是为了安全,而是为了增加产量。根据安布罗斯的说法,“……然而,我们从来没有考虑到这对安全的影响。因此,我们不总是应用冗余系统,只是为了进一步确保我们的系统的可用性,而不是安全?我倾向于前者(冗余应用于解决可用性问题,而不一定是安全性问题)。”值得注意的是,系统的可靠性决定了其可用性,并明显增加了整个系统的安全状态。冗余可能是确保生产系统安全(例如海上平台的自动切换控制)用于紧急疏散的替代工具,但不一定适用于生产。

虽然我同意Precious Ike和Adejugba Olusola的观点,他们强调了在我们的系统中引入冗余所带来的复杂性和额外成本(资本支出的增加)方面的固有挑战。同样值得注意的是,海上平台等地方的空间限制,因为每次负载都很重要。然而,冗余的应用在我们的系统设计中是不可缺少的,而不仅仅是一个监管要求。

Uko巴赛。

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乌古贝西先生什么
你说的和Ambrose之前说的并不是完全不同,看看吧
你应该明白冗余主要是为了实现安全和最大化
生产通过降低因故障导致的停机时间和维修。

通常会证明冗余是最重要的
由于奖金即巨大的资金成本,所以应用冗余
应始终以一种巧妙的方式进行,以尽量减少成本
安装所需的冗余。

航空、核能和石油天然气工业是主要的
由于相关的高风险,冗余是最重要的行业
通过这些操作。现在提供冗余是强制性的
敏感设计项目在获得监管部门批准前的部分
机构。

通过应用故障树分析,可靠性块
图和最小割集的识别将使您了解
设计的敏感部分可能需要冗余
降低冗余应用成本。

雅库布ABUBAKAR

石油和天然气工程师

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除非系统或其组件的设计/功能有严重缺陷/改变,否则我很难想象设计中增加冗余会导致系统安全性/可靠性的真正降低。在极端情况下,为极低概率场景考虑的冗余可能具有总体中性效应。
在之前的评论中,反对增加冗余的论点——特别是结构冗余——通常围绕着膨胀的资本支出和增加的结构重量,这在理论上是正确的。然而,合理水平的冗余增加(通常称为“良好的工程实践”)在资产生命周期中的影响及其延长寿命的潜力不应被忽视。

不可预见的情况往往是导致石油和天然气行业生产失败和损失的原因。可以注意到以下例子,其中增加的结构冗余可能在资产(或组件)的用途适合性或服务确定方面发挥重要作用:
管道的例子:将管道壁厚增加到最接近API尺寸,加上设计规范的严格要求,可能会产生成本影响,很容易被排除。但是,当由于挖沟不当或系统中意外的较高操作压力而导致管道弯曲时,它可能成为一种可取之处(产生可接受的应变水平)。

平台的例子:增加平台上部下方的气隙可能需要在夹套中增加钢结构,从而导致更高的材料、制造和安装成本。然而,由于多年的油藏开采,海底沉降会减少气隙,从而降低平台的设计寿命。对于气隙较大的平台,畸形浪和飓风的破坏也较小。

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我完全同意这个话题。在石油和天然气能源部门,冗余对于设备或机器部件的可靠性以及机上人员的安全至关重要,因为在设计阶段通常就计划对系统的关键部件或功能进行重复,以实现连续生产或工厂运行的不间断。例如,原油出口管道通常有冗余泵和隔离阀,以便在值班泵发生故障时服务。此外,为石油和天然气设施提供电力的涡轮机和发电机通常有备用涡轮机或发电机,以避免任何可能影响工厂运行的电力中断。
为了强调冗余在油气行业的重要性,大多数标准和规范,如ASME、API、DNV和ISO,都对工艺装置设施、管道系统和海底系统的冗余提出了最低要求。

答案是肯定的。开发冗余技术是提高集散控制系统安全性和可靠性的重要途径,特别是对油气行业而言。例如,在油气开发过程中,DCS的冗余配置可以提高其可靠性,降低系统故障的概率。冗余技术的原理是通过增加冗余设备来保证系统的可靠运行。冗余系统按照结构可分为静态系统、动态系统和投票系统。根据在系统中的位置,可分为元素级、组件级和系统级。根据冗余程度,可以区分为1:1、1:2和1:n。当然,冗余设计会增加系统的复杂性,冗余配置会使系统投入更多的资金。所以这是一个权衡的问题。

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我同意奥卢索拉的一些评论。冗余不仅增加了系统的复杂性,而且还会引起操作员的自满情绪,因为这导致他们相信系统是容错的。它应该与其他方法一起使用,以提高任何系统的安全性和可靠性。冗余可能无法有效地确定风险是否为ALARP。

那么为什么它是最常见的安全管理方法呢?我想这可能是因为冗余与可靠性联系更紧密。冗余旨在降低故障风险,从而提高任何系统的可靠性。另一个原因可能是它很容易测量和验证,不像固有安全那样很难测量。

Savitha汉尼弗
安全与可靠性工程硕士

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冗余是控制风险的重要手段。根据本课程所学,冗余是指对系统的某些组件进行重复配置,当系统出现故障时,冗余配置组件进行干预并替换故障组件工作,从而增加系统的可靠性

在油气行业中,冗余技术有很多应用。例如,在主电源出现故障的情况下,公司经常会建造另一代电源以备冗余。当主电源遇到一些问题时,冗余电源就会受到信号的刺激,开始工作,为相关设备提供电力。

与无冗余系统相比,这一方法降低了油气行业的潜在风险。尽管这样做会花费更多的资金,但是为了保证系统的安全性和可靠性,这样做是值得的。

亲爱的所有,

在我之前的工作经历中,我曾被派往横河公司进行DCS系统的培训。我想到的一个想法是把相同的设备用于冗余是否有用?

在我看来,某些设备,例如泵A1,当与同一制造商的同一泵进行冗余时,将使其面临相同缺陷的风险。例如,某厂家的LNG船上的压缩机在我们进行检查维修保养时,往往会出现同样的问题。如果我们让它冗余,它不会因为同样的问题而失败吗?

我确实给最高管理层写了一份报告,考虑采用完全不同的冗余结构(设备和系统)来提高可靠性,而不损害系统性能。例如,我接受培训的DCS将有2根100base -TX以太网电缆,1根用于主系统,1根用于冗余系统。在我未公开的公司报告中,我发现如果电缆出现故障,它们通常有相同的根源问题。

因此,我认为重要的是考虑不同的冗余系统和设备给我们更好的可靠性。

问候,

阿拉斯

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