炼化系统是典型的高危系统,系统组成关系与行为复杂、与环境之间的关联程度高、耦合性强。因此,系统中的某一设备或工艺过程出现故障或偏差,极易借助生产系统之间相互依存、相互制约关系,产生故障连锁效应,所造成的伤害远大于单一事故。鉴于此,针对炼化系统生产过程的特点,通过理论分析、现场以及仿真验证,在故障链式理论基础上,提出了炼化系统动态风险评价方法。本文进行了以下几方面的工作:(1)由于传统的链式效应建模方法主要基于专家知识和头脑风暴,需要研究人员很好地掌握系统工艺流程和原理,不利于经验不足的工作人员使用,具有一定的局限性。鉴于此,提出了基于链式关联矩阵的炼化系统故障链式效应分析方法,该方法基于系统的物质和能量守恒原理对系统进行故障链式效应分析,得到系统故障传播路径。经催化裂化装置再生器爆炸事故和分馏塔冲塔事故场景验证了方法的有效性,结果表明,引发再生器爆炸事故的故障传播路径有30条,引发分馏塔冲塔事故的故障传播路径有9条。(2)由于已有的延迟效应分析方法用于炼化系统故障传播时延性分析时准确率低,提出了基于故障时间Petri网的炼化过程故障传播延迟效应分析方法。针对炼化系统故障传播特点,提出了单故障输入模式和多故障输入模式两种故障延迟时间算法,估计炼化系统在受某一扰动触发至发生事故的时间。经分馏塔冲塔事故场景验证了方法的有效性,结果表明,用故障时间Petri网算法得到的故障传播延迟时间和仿真结果相比,相对误差平均为6.8%,准确性高于传统方法9.5%。(3)针对传统炼化系统风险评价方法没有考虑系统中保护层对系统风险转移的干预性、系统退化失效的实时动态性以及故障传播的时延性,导致评价结果准确性不足,偏离实际工况的问题,提出了考虑保护层响应的炼化过程系统风险动态转移模型。建立了基于模糊Petri网的保护层作用动态机制和三维风险矩阵,得到了炼化系统动态风险等级,分析炼化系统在保护层以及故障传播延迟效应共同影响下的风险变化趋势。经催化裂化装置分馏塔冲塔事故场景验证了方法的有效性,结果表明,所提出的方法与传统方法相比,风险评估过程融合了事故发生的可能性、严重性和故障传播时延性,考虑的因素更全面。