본 연구에서는 석유 부산물인 열분해잔사유의 화재, 폭발특성을 파악하기 위하여 그 물리 화학적 분석을 실시하고 주요 성분을 선정하였다. GC-SIMDIS 및 MALDI-TOF 분석을 통해 열분해잔사유의 주요 성분 분포영역을 확인하였으며, GC-MS 분석을 통해 주요 성분 분포영역에 대한 정성분석을 실시하였다. 아울러 EA, SARA, TGA 등 다양한 분석결과를 바탕으로 열분해잔사유의 주요 성분을 선정하였다. 그 결과 benzene, toluene, xylene을 주요 성분을 선정하여 PHAST 분석을 통한 화재 폭발 시 최대 피해영향범위를 고찰하였다. Toluene은 제트 화재 발생 시 $227kW/m^2$의 복사열 및 118 m의 영향범위를 나타내어 가장 높은 위험성을 보였으며, xylene과 benzene은 각각 114와 $151kW/m^2$의 최대 복사열 수치를 나타내었다, 또한, pasquill 안정도 및 풍속에 따른 피해영향범위를 분석한 결과 benzene에서 풍속에 따라 최대 55% 이상의 복사열이 증가함을 확인하였으며, 이는 영향범위를 증가시키는 주요인자인 것으로 여겨졌다.
화학공정의 기초설계는 물질수지와 열수지 계산을 기초로 공정의 경제성을 확보하고 주어진 조건 내에서 원하는 제품을 생산 가능하도록 한다. 이 단계를 통해 공정은 사용될 물질과 반응, 설비의 구조와 운전 조건 등이 결정되기 때문에 이후 바뀔 수 없는 고유한 특성을 갖게 된다. 고유한 특성은 뛰어난 경제성일 수도 있지만 다양한 잠재적 위험요인을 내포하는 것일 수도 있다. 따라서 기초설계를 위한 공정모사와 정량적 위험성 평가 기법의 통합을 통해 보다 안전하면서도 경제적인 공정을 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 LNG 액화공정을 Aspen HYSYS를 이용하여 모사하고, 폭발 사고에 대한 정량적 위험성 평가를 수행함으로써 잠재적 위험성을 최소화하면서도 경제성을 고려하도록 설계변수를 결정하였다. 이를 위해 확률적 최적화 방법론을 이용하여 Aspen HYSYS의 최적화 한계를 극복하였고, Aspen HYSYS와 Matlab의 연동을 통해 정량적 위험성 평가의 정확성을 높이며 최적화를 용이하게 하였다. 정량적 위험성 평가 결과, 공정 변수 중 안전성 확보를 위해 중요한 변수는 혼합냉매의 압력이었고, 0.5~10%의 운전비용 증가를 통해 잠재적 위험성을 4~18% 줄일 수 있었다. 비용을 크게 증가시킬수록 위험성의 절대적 수치는 낮아지지만 비용 대비 위험성 감소의 효과는 떨어졌다. 이처럼 공정모사와 정량적 위험성 평가 기법의 통합은 태생적으로 보다 안전한 공정의 설계가 가능하게 하고, 기초설계 단계에서부터 공정 내 위험요인을 수치적으로 확인할 수 있어 위험요인이 적은 특성을 갖도록 공정을 설계하는데 도움이 될 것이다.
최근, 초고층건축공사 프로젝트가 증가하고 있으며, 안전사고의 발생이 늘어나고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 건설업 안전사고의 발생원리 및 사고발생Tree구조를 체계화함으로써 사고의 예방방안을 고찰하는데 있다. 본 연구에서는 1993년부터 2009년 까지 17년간 한국산업안전공단의 연도별 재해사례정보를 토대로 사고의 다양한 특성을 분석하였다. 이러한 목적을 달성하기 위해 1)건설업재해중 매몰, 화사, 폭렬, 화상의 위험요인들을 파악하였고, 2)사고원인의 분류관점을 체계화하였으며, 3)작업유형과 사고의 주된 원인을 분석하여 안전관리의 합리화 방법론을 고찰하였다. 이러한 연구방법에 의해 본 연구의 결과는 다음과 같이 3가지로 요약하여 나타낼 수 있다. 1) 1993년부터 2009년까지 4타입의 건설업재해를 분석한 결과, 사고에 관련된 시설물은 43타입으로 파악되었다. 2) 매몰, 화사, 폭렬, 화상사고를 초래한 사고원인은 63타입으로 분석되었다. 3)사고가 발생한 작업유형은 29타입으로 나타났다.
Many methods to assess hazards caused by the risks increased with the growth of petrochemical industry. The manual of International Atomic Energy Agency which was much more applied to quantitative analysis of the real situation and the CPQRA is introduced to verify the theoretical background of this manual. Than other methods, as a result, we can see that this manual, which is simple to use and requires a little information, shows similar results to those of calculation by numerical formula. Also, the program code of this manual was materialized and if it is possible to obtain adequate parameters to our circumstance, the manual will be quite useful in early risk analysis.
본 연구는 3차원 위험성평가 시뮬레이션 툴(FLACS)을 활용하여 연료의 종류에 따른 위험성을 비교 평가하였다. 일반적인 고압가스 충전소 레이아웃을 활용하여 연료를 CNG, 수소, 30%HCNG로 하였을 경우 충전소에서 가스누출에 의한 화재 폭발 상황을 모사하여 피해영향을 비교 분석하였다. 그리고 가스별 누출제트에 의한 피해영향을 평가하였다. 동일한 조건에서 수소, CNG, HCNG가 누출되어 화재폭발이 발생할 경우 수소는 최대과압이 30kPa, HCNG는 3.5kPa 그리고 CNG는 0.4kPa의 과압이 측정되었다. HCNG의 과압이 CNG에 비해 7.75배 높게 측정되었으나, 수소에 비해서는 11.7%에 불과했다. 화염 전파에 있어서 수소는 매우 빠른 화염전파 특성을 가지는 반면 HCNG와 CNG는 수소에 비해 전파속도 및 전파거리에서 비교적 안전한 경향을 보였다. 제트화염에 의한 화염경계거리는 수소가 5.5m, CNG가 3.4m이고 HCNG는 CNG보다 약간 확장된 3.9m로 예측되었다.
This study investigated the probability of possible accident through qualitative and quantitative analysis of the pressure safety valve types installed in facilities using high pressure gas to compare the installation domestic and foreign pressure safety valve standards sought the safety characteristics and safety improvement direction accordingly. The three types are the case where the shut-off valve is not installed at the front of the PSV (Case A), If a shut-off valve is installed at the front of the PSV for inspection (Case B) and If a shut-off valve is installed in front of PSV (C.S.O), PSV is installed in parallel (Case C). Three types of cases were compared with FTA and HAZOP. The results of study of the possible accidents due to over-pressure safety valve installation type, used in a high-pressure gas facilities was shows in the following order Case B > Case A > Case C. The results of analysis through FTA was in order to protect the reservoir for the possible occurring of accident the safety valve installation is depend on its type. In the FTA analysis, defects in the device itself which attached to the storage tank as a substitute for analysis of the probability of operator mistakes was Case B with as high as $2.01{\times}10^{-6}$. Depending on the type of installation analysis of Case B in order to ensure safety is prohibited to install shut-off valve and believes that mandatory regulations are needed. Rationally installing of pressure safety valve in the high pressure using facilities will be expected to improve the industrial safety from severe accidents such as high-pressure gas fire explosion.
After the Tianjin Port explosion on 2015, it is highlighted that securing safety for dangerous goods in Korea and try to establish safety standards for railroad dangerous substances transport. In Korea, the regulation for the transport of dangerous goods is stipulated to need 3 buffer cars. However, It is inefficient that 3 buffer cars. because 3 buffer cars, increase transportation too much costs in transit and it is too strict compared to other country rules. The purpose of this study was to improve transportation efficiency by mitigating the criteria for isolated railroads through rational safety assessment. In order to verify this, we used a risk assessment software which is PHAST 7.2 developed by DNV GL. We calculated safety distances that could prevent ignitions setting up scenarios when relief system work installed on a train loaded with propylene, nonane. As a result, we confirmed that buffer cars can be reduced from three to one. This result would be implemented in the application of Korail.
In this study, to ensure the safety of the packaged hydrogen refueling system, the improvement plan was derived by using 3-dimensional CFD program (FLACS). We also confirmed the effectiveness of risk reduction and the suitability of safety standard. By ventilation performance evaluation according to the position of the vent, it demonstrated that the vent should be installed at the ceiling to safely ventilate without stagnation of the leaked gas. In case of ventilation system according to KGS standard, risk situation could be resolved after about 5 minutes in the worst leaked condition. The result showed that jet fire and explosion inside the packaged system could affect the surrounding facilities. This proves that the standard for installing flame detectors, emergency shut down system and protection wall is appropriate.
본 연구는 국제공동 연구로 만들어진 HyKoRAM 프로그램을 이용하여 위험성평가를 진행하였다. 수소충전소 내 압축기, 저장탱크, 수소 배관 등 주요 시설 및 구성품의 설계 사양, 실증 단지 주변의 환경 조건 등을 반영한 대안의 사고 시나리오와 시설에서 발생할 수 있는 최악의 시나리오에 기반하여 위험성 평가를 실시하였다. 수소충전소의 잠재 위험을 확인하여 수소 저장 탱크, 처리 시설, 저장 시설 등에서 발생 가능한 최악의 누출, 화재, 폭발, 사고 시나리오를 도출하고, 사고 발생 가능성과 인체, 주변 시설 피해 영향 분석을 하여 안전성을 검토하고자 한다.
일반적으로 인화성 액체를 사용하여 제품을 만들어 내는 회분식 반응 공정에서는 작업 후 반응기 세척(Cleaning) 시 제품 생산을 위해 사용되는 원료인 인화성 액체를 일정압력으로 분사하여 반응기 벽면 등을 세척하는 스플래쉬 필링(Splash Filling) 형태의 작업 방법을 적용한다. 이러한 작업과정에서 인화성 액체의 미스트 등이 발생하여 폭발하한계가 낮아지며 유동대전, 충돌대전, 분출대전과 같이 여러 형태의 복합 대전에 따른 방전현상으로 화재·폭발이 발생할 수 있다. 따라서 최근의 사고사례를 바탕으로 회분식 공정에서 톨루엔을 통한 스플래쉬 필링(Splash Filling) 형태의 작업 시 위험성을 파악하고 당량법을 이용한 폭발영향분석을 수행하여 사고결과를 분석하여 이러한 사고를 예방하기 위한 상시적 불활성화, 세척 방법 개선, 탄탈럼 사용 등의 예방대책을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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