현대 사회는 석유화학 산업의 발전으로 인해 인류에게 보다 풍요로운 생활을 제공하지만, 대형 화재로의 잠재적 위험성이 크고, 사고 시 그 피해도 매우 심각하다. 베네수엘라 아무아이 정유공장(2012년), 독일 바이에르 정유소(2018년), 국내의 고양 저유소(2018년) 등의 사고가 그렇다. 이러한 사고에 신속하게 대처하기 위해서는 적응성 있는 포 소화약제를 신속하게 방사해서 초기 진압하는 것이 중요하다. 포 소화설비에서 혼합비율에 맞게 혼합되기 위해서는 포 혼합장치가 매우 중요하다. 포 혼합장치로 프레져 프로포서너 방식이 많이 설치되어 있으나, 이 혼합장치는 포가 생성되어 방사되기까지 시간 지연과 약제의 불안전한 혼합비 등으로 인한 초기화재 진압 실패를 야기시킬 수 있다. 화재 진압을 위해 쏟아 부은 포 소화약제에는 포+물+발포제+기포제+기포 안정제+유동제+방부제+방식제 등 여러 첨가물이 포함되어 있다. 첨가제 중에는 불소 ...
(국문초록)
현대 사회는 석유화학 산업의 발전으로 인해 인류에게 보다 풍요로운 생활을 제공하지만, 대형 화재로의 잠재적 위험성이 크고, 사고 시 그 피해도 매우 심각하다. 베네수엘라 아무아이 정유공장(2012년), 독일 바이에르 정유소(2018년), 국내의 고양 저유소(2018년) 등의 사고가 그렇다. 이러한 사고에 신속하게 대처하기 위해서는 적응성 있는 포 소화약제를 신속하게 방사해서 초기 진압하는 것이 중요하다. 포 소화설비에서 혼합비율에 맞게 혼합되기 위해서는 포 혼합장치가 매우 중요하다. 포 혼합장치로 프레져 프로포서너 방식이 많이 설치되어 있으나, 이 혼합장치는 포가 생성되어 방사되기까지 시간 지연과 약제의 불안전한 혼합비 등으로 인한 초기화재 진압 실패를 야기시킬 수 있다. 화재 진압을 위해 쏟아 부은 포 소화약제에는 포+물+발포제+기포제+기포 안정제+유동제+방부제+방식제 등 여러 첨가물이 포함되어 있다. 첨가제 중에는 불소 계면활성제가 5∼10%가 차지하고 있는데, 여기엔 스톡홀름에서 사용제한 된 과불화 화합물 (PFOS, PFOA 등)을 함유하고 있어서, 2차 피해로 수질 오염, 토양 오염, 발암물질 검출 등 여러 환경문제를 야기시키고 있다. 또 초기 진압 실패 시 출동한 소방차에서 방사되어야 하는 포 소화약제는 소화 활동의 연속성을 갖기 위해 적응성 있는 포 소화약제를 충분히 보유하고 있는지를 검토할 필요성이 있다. 이러한 문제점들에 대한 대책 제시를 위해 본 연구에서는 Y 산업단지 대규모 위험물 저장소의 포 혼합장치 설치현황 조사를 통해 불안전한 혼합비를 유발 시킬 수 있는 프레져 프로포서너 포 비례혼합기 설치 비율을 알아보고, Y 산업단지 공장별 포 소화약제 보유현황 조사를 통해 전체 포 소화약제 중 환경 오염을 유발 시킬 수 있는 수성막포의 보유 비율을 찾아보았다. 그리고 수도권 광역시 I 소방본부 산하 10개 소방서별 포 소화약제 보유현황과 J 소방본부 산하 15개 소방서별 포 소화약제 보유현황 조사·분석하였다. 조사·분석한 결과는 다음과 같다.
1. Y 산업단지 대규모 위험물 저장소의 포 소화 혼합장치의 설치현황 조사를 통해 불안전한 혼합비를 유발시킬 수 있는 프레져 프로포서너 포 비례혼합기 설치 비율을 분석해 보니, 라인 프로포서너 방식은 29.23%, 프레져 프로포서너 방식은 56.92%, 프레져 사이드 프로포서너 방식은 13.85%였다. 포를 생성하는데 시간 지연 없이 일정한 비율로 혼합되기 위해서 프레져 사이드 프로포서너 방식이 더 신뢰성을 가지나, 대부분 현장에서는 프레져 프로포서너 방식을 적용하고 있어 그동안의 포 소화설비 성능 개선을 위한 연구들은 프레져 프로포서너 방식 중심으로 연구되어왔다. 최근 Y 산단 1곳에서 기존의 프레져 프로포서너 방식에서 배관의 경로, 약제 탱크, 정량폼 혼합장치 등의 교체를 통해 프레져 사이드 프로포서너 방식으로 바꿨던 사례를 통해 포 소화설비의 성능향상을 도모할 수 있다.
2. Y 산업단지 공장별 포 소화약제 보유현황 조사를 분석해 보니 Class A Foam은 0.37%, 알코올포는 7.55%, 수성막포는 92.01%이었다. 수성막포 92.01% 중 2013년 이전에 생산된 제품은 81.43%, 2013년 이후에 생산된 제품이 18.47%로서 스톡홀름 협약 준수에 따라 2025년도까지는 2013년 이전에 생산된 제품은 폐기 처분되어야 하므로, 이에 따른 친환경적인 포 소화설비 연구가 절실해 보인다.
3. 수도권 광역시 I 소방본부 산하 10개 소방서별 포 소화약제 보유현황과 J 소방본부 산하 15개 소방서별 포 소화약제 보유현황 조사 분석해 보니, I 광역시는 수성막포 34.89%, 합성 계면활성제포 58.96%, 에코폼 4%이었고, 지방 J소방본부 15개 소방서별 포 소화약제 보유현황을 분석해 보니 수성막포 10.71%, 합성 계면활성제포 80.76%, 에코폼 6.10%이었다. J 소방본부 산하 15개 소방서와 수도권 광역시 I 소방본부를 조사한 이유는 국내 3대 석유화학 단지 중 한 곳이고, 크고 작은 공업단지가 집중적으로 조성된 곳이다. 따라서 대표적인 지역을 조사 분석한 것을 토대로 전국의 포 소화약제량 보유현황을 조사해 인화성·가연성 액체위험물의 생산 및 저장시설이 많이 설치된 석유화학 공장이나 저유소 등이 밀집된 지역 소방차에는 합성 계면활성제포 소화약제보다는 친환경적인 수성막포 소화약제를 다량 보유할 것을 제안한다.
본 논문은 포 소화설비가 화재 진압의 신뢰성을 확보하는데 중요한 요인으로 작용 되는 국내 포 혼합기의 종류의 설치현황 조사·분석을 통해, 포 소화설비의 신뢰성 향상을 위해 기존의 설비 중 배관의 일부, 약제 탱크, 정량폼 도스를 설치함으로 시간 지연과 적정 혼합비를 갖는 방안, 포 소화약제 보유현황 파악, 그리고 소방차 포 소화약제 보유현황 조사·분석을 통해 환경적인 문제를 초래하는 수성막포 소화약제를 친환경적인 약제로 대체할 것과 화재 진압의 연속성을 유지하기 위해 인화성·가연성 액체화재 위험이 큰 지역의 소방차에는 다른 지역보다 친환경 수성막포를 더 보유할 수 있기를 제안한다.
(국문초록)
현대 사회는 석유화학 산업의 발전으로 인해 인류에게 보다 풍요로운 생활을 제공하지만, 대형 화재로의 잠재적 위험성이 크고, 사고 시 그 피해도 매우 심각하다. 베네수엘라 아무아이 정유공장(2012년), 독일 바이에르 정유소(2018년), 국내의 고양 저유소(2018년) 등의 사고가 그렇다. 이러한 사고에 신속하게 대처하기 위해서는 적응성 있는 포 소화약제를 신속하게 방사해서 초기 진압하는 것이 중요하다. 포 소화설비에서 혼합비율에 맞게 혼합되기 위해서는 포 혼합장치가 매우 중요하다. 포 혼합장치로 프레져 프로포서너 방식이 많이 설치되어 있으나, 이 혼합장치는 포가 생성되어 방사되기까지 시간 지연과 약제의 불안전한 혼합비 등으로 인한 초기화재 진압 실패를 야기시킬 수 있다. 화재 진압을 위해 쏟아 부은 포 소화약제에는 포+물+발포제+기포제+기포 안정제+유동제+방부제+방식제 등 여러 첨가물이 포함되어 있다. 첨가제 중에는 불소 계면활성제가 5∼10%가 차지하고 있는데, 여기엔 스톡홀름에서 사용제한 된 과불화 화합물 (PFOS, PFOA 등)을 함유하고 있어서, 2차 피해로 수질 오염, 토양 오염, 발암물질 검출 등 여러 환경문제를 야기시키고 있다. 또 초기 진압 실패 시 출동한 소방차에서 방사되어야 하는 포 소화약제는 소화 활동의 연속성을 갖기 위해 적응성 있는 포 소화약제를 충분히 보유하고 있는지를 검토할 필요성이 있다. 이러한 문제점들에 대한 대책 제시를 위해 본 연구에서는 Y 산업단지 대규모 위험물 저장소의 포 혼합장치 설치현황 조사를 통해 불안전한 혼합비를 유발 시킬 수 있는 프레져 프로포서너 포 비례혼합기 설치 비율을 알아보고, Y 산업단지 공장별 포 소화약제 보유현황 조사를 통해 전체 포 소화약제 중 환경 오염을 유발 시킬 수 있는 수성막포의 보유 비율을 찾아보았다. 그리고 수도권 광역시 I 소방본부 산하 10개 소방서별 포 소화약제 보유현황과 J 소방본부 산하 15개 소방서별 포 소화약제 보유현황 조사·분석하였다. 조사·분석한 결과는 다음과 같다.
1. Y 산업단지 대규모 위험물 저장소의 포 소화 혼합장치의 설치현황 조사를 통해 불안전한 혼합비를 유발시킬 수 있는 프레져 프로포서너 포 비례혼합기 설치 비율을 분석해 보니, 라인 프로포서너 방식은 29.23%, 프레져 프로포서너 방식은 56.92%, 프레져 사이드 프로포서너 방식은 13.85%였다. 포를 생성하는데 시간 지연 없이 일정한 비율로 혼합되기 위해서 프레져 사이드 프로포서너 방식이 더 신뢰성을 가지나, 대부분 현장에서는 프레져 프로포서너 방식을 적용하고 있어 그동안의 포 소화설비 성능 개선을 위한 연구들은 프레져 프로포서너 방식 중심으로 연구되어왔다. 최근 Y 산단 1곳에서 기존의 프레져 프로포서너 방식에서 배관의 경로, 약제 탱크, 정량폼 혼합장치 등의 교체를 통해 프레져 사이드 프로포서너 방식으로 바꿨던 사례를 통해 포 소화설비의 성능향상을 도모할 수 있다.
2. Y 산업단지 공장별 포 소화약제 보유현황 조사를 분석해 보니 Class A Foam은 0.37%, 알코올포는 7.55%, 수성막포는 92.01%이었다. 수성막포 92.01% 중 2013년 이전에 생산된 제품은 81.43%, 2013년 이후에 생산된 제품이 18.47%로서 스톡홀름 협약 준수에 따라 2025년도까지는 2013년 이전에 생산된 제품은 폐기 처분되어야 하므로, 이에 따른 친환경적인 포 소화설비 연구가 절실해 보인다.
3. 수도권 광역시 I 소방본부 산하 10개 소방서별 포 소화약제 보유현황과 J 소방본부 산하 15개 소방서별 포 소화약제 보유현황 조사 분석해 보니, I 광역시는 수성막포 34.89%, 합성 계면활성제포 58.96%, 에코폼 4%이었고, 지방 J소방본부 15개 소방서별 포 소화약제 보유현황을 분석해 보니 수성막포 10.71%, 합성 계면활성제포 80.76%, 에코폼 6.10%이었다. J 소방본부 산하 15개 소방서와 수도권 광역시 I 소방본부를 조사한 이유는 국내 3대 석유화학 단지 중 한 곳이고, 크고 작은 공업단지가 집중적으로 조성된 곳이다. 따라서 대표적인 지역을 조사 분석한 것을 토대로 전국의 포 소화약제량 보유현황을 조사해 인화성·가연성 액체위험물의 생산 및 저장시설이 많이 설치된 석유화학 공장이나 저유소 등이 밀집된 지역 소방차에는 합성 계면활성제포 소화약제보다는 친환경적인 수성막포 소화약제를 다량 보유할 것을 제안한다.
본 논문은 포 소화설비가 화재 진압의 신뢰성을 확보하는데 중요한 요인으로 작용 되는 국내 포 혼합기의 종류의 설치현황 조사·분석을 통해, 포 소화설비의 신뢰성 향상을 위해 기존의 설비 중 배관의 일부, 약제 탱크, 정량폼 도스를 설치함으로 시간 지연과 적정 혼합비를 갖는 방안, 포 소화약제 보유현황 파악, 그리고 소방차 포 소화약제 보유현황 조사·분석을 통해 환경적인 문제를 초래하는 수성막포 소화약제를 친환경적인 약제로 대체할 것과 화재 진압의 연속성을 유지하기 위해 인화성·가연성 액체화재 위험이 큰 지역의 소방차에는 다른 지역보다 친환경 수성막포를 더 보유할 수 있기를 제안한다.
(Abstract) Modern society provides a more affluent life for humanity thanks to the development of the petrochemical industry, but the potential risk of big fires is also great and damages incurred by such fire is very serious as well. The accidents occurred in the Amuay oil refinery in Venezuela...
(Abstract) Modern society provides a more affluent life for humanity thanks to the development of the petrochemical industry, but the potential risk of big fires is also great and damages incurred by such fire is very serious as well. The accidents occurred in the Amuay oil refinery in Venezuela (2012), the Bayer refinery in Germany (2018), and the Goyang oil reservoir in Korea (2018) are the exemplary cases. In order to respond quickly to such accidents, it is important to put out fire in the early stage by discharging compatible foam fire extinguishing agents. For the foam fire extinguishing system, the foam mixing equipment is critical for mixing the ingredients at a proper mixing ratio. The pressure proportioner-type is widely installed as the foam mixing equipment, but the use of this type of mixing equipment may lead to failure in the suppression of fire in the early stage due to the time delay between the production and release of foam as well as to the unstable mixing ratio of the ingredients. The foam fire extinguishing agent that was poured out to put out fire contains several additives, such as foam, water, foaming agent, foam stabilizer, fluidizer, preservative, and anticorrosive. Among these additives, fluorine surfactants account for 5 to 10%, and they contain perfluorinated compounds (PFOS, PFOA, etc.), of which use has been restricted in compliance with the Stockholm Convention, causing various environmental problems, such as water pollution, soil pollution, and carcinogen contamination, as a result of the relevant secondary damages. In addition, for the preparation for failure of suppressing fire in the early stage, it is necessary to check whether a sufficient amount of compatible foam fire extinguishing agents are retained in the dispatched fire trucks for discharge to ensure continuity of the fire extinguishing activities. In an attempt to propose countermeasures for the issues mentioned above, this study investigated the installation status of pressure proportioner-type foam mixing equipment at a large-scale hazardous material storage within the Y Industrial Complex to determine the installation ratio of pressure proportioner-type foam mixing equipment that may cause unstable mixing ratios and also investigated the current retention status of foam fire extinguishing agents by factory to determine the retention ratio of aqueous film-forming foam agents that could cause environmental pollutions among the entire foam fire extinguishing agents. Furthermore, the current retention status of foam fire extinguishing agents for each of the 10 fire stations under the Fire Department in I Metropolitan City near Seoul and 15 fire stations under the J Fire Department was investigated and analyzed. The results of the investigation and analysis are as follows.
1. The investigation into the installation status of foam fire extinguisher mixing equipment at the large-scale hazardous material storage within the Y Industrial Complex revealed that the installation ratio of the pressure proportioner-type mixer that may cause unstable mixing ratios was 29.23% for the line-proportioner type, 56.92% for the pressure-proportioner type, and 13.85% for the pressure-side-proportionertype.Althoughthe pressure-side-proportioner type is more reliable in terms of mixing the ingredients at a constant rate without a time delay for foam production, most of the sites have used the pressure-proportioner type. As a result, previous studies on the performance improvement of fire extinguishing systems have been mostly focused on the pressure-proportioner type. As demonstrated in the recent case of the Y Industrial Complex 1, where its fire extinguishing system was changed from the existing pressure-proportioner type to the pressure-side-proportioner type by replacing the pipe route, the chemical tank, and the fixed-quantity foam dosing system, performance improvement of foam fire extinguishing systems can be achieved.
2. The investigation into the retention status of foam fire extinguishing agents by factory within the Y Industrial Complex revealed that the retention ratio was 0.37% for the Class A foam, 7.55% for alcohol foam, and 92.01% for aqueous film-forming foam agents. Of the 92.01% of aqueous film-forming foam agents, 81.43% were manufactured before 2013, while 18.47% were manufactured after 2013. In compliance with the Stockholm Convention, products manufactured before 2013 must be disposed by 2025, so research on environmentally friendly fire extinguishing systems is desperately needed.
3. The investigation into the current retention status of foam fire extinguishing agents for each of the 10 fire stations under the Fire Department in I Metropolitan City near Seoul and 15 fire stations under the J Fire Department revealed that for I Metropolitan City, the retention ratio was 34.89% for aqueous film-forming foam agents, 58.96% for synthetic surfactant foam, and 4% for eco-foam, while for the J Fire department in the provincial region, it was 10.71% for aqueous film-forming foam agents, 80.76% for synthetic surfactant foam, and 6.10% for eco-foam. The reason for investigating the 15 fire stations under the J Fire Department and the fire stations under the Fire Department in I Metropolitan City was not only because one of the three major petrochemical complexes in Korea was located there, but also small and large industrial complexes were concentrated in those regions. Therefore, based on the results of the investigation and analysis of representative areas, it is proposed to conduct a national survey of the retention status of foam fire extinguishing agents and then to equip the fire trucks operated in the regions concentrated with petrochemical plants and oil reservoirs, where many production and storage facilities for flammable and combustible liquid hazardous materials are located, with a large amount of environmentally friendly aqueous film-forming fire extinguishing agents rather than synthetic surfactant foam-type fire extinguishing agents.
In conclusion, this paper proposes that a nation-wide investigation/analysis of the installation status of various types of foam mixing equipment, which plays an important role in securing the reliability of the foam fire extinguishing system for fire suppression, should be conducted so that the reliability of foam fire extinguishing systems can be improved by replacing part of the existing pipes and chemical tanks and by installing a fixed-quantity foam dosing system in order to prevent time-delay and to maintain the proper mixing ratio, that an investigation/analysis of the retention status of different types of foam fire extinguishing agents in fire stations and fire trucks should be conducted in order to replace the aqueous film-forming fire extinguishing agents that cause environmental problems with more environmentally friendly agents, and that fire trucks operated in areas with high risk of flammable/combustible liquid-mediated fires should be equipped with more environmentally friendly aqueous film-forming foam agents than other areas in order to maintain continuity of the fire extinguishing activities.
(Abstract) Modern society provides a more affluent life for humanity thanks to the development of the petrochemical industry, but the potential risk of big fires is also great and damages incurred by such fire is very serious as well. The accidents occurred in the Amuay oil refinery in Venezuela (2012), the Bayer refinery in Germany (2018), and the Goyang oil reservoir in Korea (2018) are the exemplary cases. In order to respond quickly to such accidents, it is important to put out fire in the early stage by discharging compatible foam fire extinguishing agents. For the foam fire extinguishing system, the foam mixing equipment is critical for mixing the ingredients at a proper mixing ratio. The pressure proportioner-type is widely installed as the foam mixing equipment, but the use of this type of mixing equipment may lead to failure in the suppression of fire in the early stage due to the time delay between the production and release of foam as well as to the unstable mixing ratio of the ingredients. The foam fire extinguishing agent that was poured out to put out fire contains several additives, such as foam, water, foaming agent, foam stabilizer, fluidizer, preservative, and anticorrosive. Among these additives, fluorine surfactants account for 5 to 10%, and they contain perfluorinated compounds (PFOS, PFOA, etc.), of which use has been restricted in compliance with the Stockholm Convention, causing various environmental problems, such as water pollution, soil pollution, and carcinogen contamination, as a result of the relevant secondary damages. In addition, for the preparation for failure of suppressing fire in the early stage, it is necessary to check whether a sufficient amount of compatible foam fire extinguishing agents are retained in the dispatched fire trucks for discharge to ensure continuity of the fire extinguishing activities. In an attempt to propose countermeasures for the issues mentioned above, this study investigated the installation status of pressure proportioner-type foam mixing equipment at a large-scale hazardous material storage within the Y Industrial Complex to determine the installation ratio of pressure proportioner-type foam mixing equipment that may cause unstable mixing ratios and also investigated the current retention status of foam fire extinguishing agents by factory to determine the retention ratio of aqueous film-forming foam agents that could cause environmental pollutions among the entire foam fire extinguishing agents. Furthermore, the current retention status of foam fire extinguishing agents for each of the 10 fire stations under the Fire Department in I Metropolitan City near Seoul and 15 fire stations under the J Fire Department was investigated and analyzed. The results of the investigation and analysis are as follows.
1. The investigation into the installation status of foam fire extinguisher mixing equipment at the large-scale hazardous material storage within the Y Industrial Complex revealed that the installation ratio of the pressure proportioner-type mixer that may cause unstable mixing ratios was 29.23% for the line-proportioner type, 56.92% for the pressure-proportioner type, and 13.85% for the pressure-side-proportionertype.Althoughthe pressure-side-proportioner type is more reliable in terms of mixing the ingredients at a constant rate without a time delay for foam production, most of the sites have used the pressure-proportioner type. As a result, previous studies on the performance improvement of fire extinguishing systems have been mostly focused on the pressure-proportioner type. As demonstrated in the recent case of the Y Industrial Complex 1, where its fire extinguishing system was changed from the existing pressure-proportioner type to the pressure-side-proportioner type by replacing the pipe route, the chemical tank, and the fixed-quantity foam dosing system, performance improvement of foam fire extinguishing systems can be achieved.
2. The investigation into the retention status of foam fire extinguishing agents by factory within the Y Industrial Complex revealed that the retention ratio was 0.37% for the Class A foam, 7.55% for alcohol foam, and 92.01% for aqueous film-forming foam agents. Of the 92.01% of aqueous film-forming foam agents, 81.43% were manufactured before 2013, while 18.47% were manufactured after 2013. In compliance with the Stockholm Convention, products manufactured before 2013 must be disposed by 2025, so research on environmentally friendly fire extinguishing systems is desperately needed.
3. The investigation into the current retention status of foam fire extinguishing agents for each of the 10 fire stations under the Fire Department in I Metropolitan City near Seoul and 15 fire stations under the J Fire Department revealed that for I Metropolitan City, the retention ratio was 34.89% for aqueous film-forming foam agents, 58.96% for synthetic surfactant foam, and 4% for eco-foam, while for the J Fire department in the provincial region, it was 10.71% for aqueous film-forming foam agents, 80.76% for synthetic surfactant foam, and 6.10% for eco-foam. The reason for investigating the 15 fire stations under the J Fire Department and the fire stations under the Fire Department in I Metropolitan City was not only because one of the three major petrochemical complexes in Korea was located there, but also small and large industrial complexes were concentrated in those regions. Therefore, based on the results of the investigation and analysis of representative areas, it is proposed to conduct a national survey of the retention status of foam fire extinguishing agents and then to equip the fire trucks operated in the regions concentrated with petrochemical plants and oil reservoirs, where many production and storage facilities for flammable and combustible liquid hazardous materials are located, with a large amount of environmentally friendly aqueous film-forming fire extinguishing agents rather than synthetic surfactant foam-type fire extinguishing agents.
In conclusion, this paper proposes that a nation-wide investigation/analysis of the installation status of various types of foam mixing equipment, which plays an important role in securing the reliability of the foam fire extinguishing system for fire suppression, should be conducted so that the reliability of foam fire extinguishing systems can be improved by replacing part of the existing pipes and chemical tanks and by installing a fixed-quantity foam dosing system in order to prevent time-delay and to maintain the proper mixing ratio, that an investigation/analysis of the retention status of different types of foam fire extinguishing agents in fire stations and fire trucks should be conducted in order to replace the aqueous film-forming fire extinguishing agents that cause environmental problems with more environmentally friendly agents, and that fire trucks operated in areas with high risk of flammable/combustible liquid-mediated fires should be equipped with more environmentally friendly aqueous film-forming foam agents than other areas in order to maintain continuity of the fire extinguishing activities.
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