본 연구는 플랜트에서 일반적으로 사용하는 서장탱크에서 Heavy가스의 누출에 의한 증기운폭발사고에 대한 영향평가방법을 제시하고 변수의 최적선택조건을 얻기 위하여 부탄저장용기의 누출사고에서 증기운폭발에 대한 사고결과를 평가하고 사고결과에 미치는 변수의 영향을 분석하였다. 이 때 증기운폭발에서 지표면과 일정한 높이에서 연속 누출하여 분산되는 경우에 대하여 $SuperChems^{TM}$ Professional Edition을 사용하여 기상변수와 공정변수들의 변화에 대한 영향을 분석하였다 실제의 조업조건을 표준조건으로 하여 부탄이 저장탱크에서 15분 동안 누출되는 경우에 대하여 사고결과를 산출하고 해석한 결과 연소하한농도(LFL)의 최대거리가 52m이었고. 증기운폭발에 의한 생성된 과압이 128.2m에서 1 psi를 나타내었다. 부탄저장용기의 누출사고 결과에 미치는 변수의 영향 정도는 다소 차이가 있었으나 대기안정도, 바람속도, 배관의 크기, 관심거리 등이었으며, 이들 변수들의 값의 변화에 따라 사고 결과값의 변화가 크게 나타났으며 관심거리가 짧을수록, 누출공의 크기가 클수록 사고에 미치는 영향이 증가하고, 사고결과에 따른 피해범위가 크게 나타났다. 바람속도가 느릴수록, 대기의 상태가 안정한 상태일수록 연소하한농도에 이르는 거리가 증가하고 사고결과가 크게 나타났으며 사고결과에 미치는 변수들의 영향도 증가하였다. 따라서 부탄과 같은 Heavy가스의 저장용기에서의 누출사고에 의한 사고결과에 영향을 미치는 변수들의 영향분석을 바탕으로 영향평가방법을 제시하고 사고결과에 영향을 미치는 중요변수를 선정하고 변수들의 최적선택조건을 얻기 위하여 적절한 변수 값들을 선택하는 기준을 제시하였고 사고결과를 정확한 방법에 의하여 평가하고 예측할 수 있도록 하였다.하며, $31\%$가 한국인 약사에게 건강관리를 의존하는 것으로 나타나 미국사회의 의료 서비스 접근도는 극히 취약한 것으로 드러났다. 의료서비스 접근을 막는 주요 장벽으로는 비싼 의료비 $(53\%)$ , 의사소통장애$(37\%)$로 나타났다. 보건의료 서비스를 위해 주로 이용하며 생활의 정보를 얻는 통로로는 한국어 신문$(69\%)$과 한국어 TV$(61\%)$, 한국어 라디오 $(57\%)$로 밝혀졌다. 결론적으로 한국 이민자들에게 좀더 나은 의료 서비스 수혜를 위해서는 문화 친밀도가 높은 의료환경 조성 및 의료 서비스 제공자들의 이해를 높이는 일 등과 함께 한국 이민자들이 의료보험을 살수 있도록 한국어로 된 의료 서비스 정보를 제공하는 등의 노력이 필요할 것으로 생각한다. 열등한 위치에 있는 여성층과 초기 이민 적응에 가장 문제를 일으킬 소지가 있는 노년층을 들 수 있겠다. 이 연구는 몇 가지 제한점을 가진다. 첫째. 연구 대상자 선정이 어려워서 자원자를 대상으로 연구가 행해졌다. 둘째. 적은 수의 연구 대상자를 대상으로 연구가 행해졌다. 셋째. 연구기간이 짧았던 까닭에 좀더 상세한 사례 연구가 이루어질 수 없었다 좀 더 신뢰할 수 있는 표본 추출 방법을 통하여 선정된, 많은 연구 대상자를 가지고, 심도 있는 연구가 추후 반복적으로 이루어져야 할 것이다.더욱 더 발전을 거듭하고 있으며, 외식은 여행과 여가 활동의 필수적인 요소로써 그 역할을 일조하고 있다. 이와 같은 여가시간의 증가는 독신자들에게는 좀더 많은 여유시간을 가족을 이루고 있는 가족
본 연구는 플랜트에서 일반적으로 사용하는 서장탱크에서 Heavy가스의 누출에 의한 증기운폭발사고에 대한 영향평가방법을 제시하고 변수의 최적선택조건을 얻기 위하여 부탄저장용기의 누출사고에서 증기운폭발에 대한 사고결과를 평가하고 사고결과에 미치는 변수의 영향을 분석하였다. 이 때 증기운폭발에서 지표면과 일정한 높이에서 연속 누출하여 분산되는 경우에 대하여 $SuperChems^{TM}$ Professional Edition을 사용하여 기상변수와 공정변수들의 변화에 대한 영향을 분석하였다 실제의 조업조건을 표준조건으로 하여 부탄이 저장탱크에서 15분 동안 누출되는 경우에 대하여 사고결과를 산출하고 해석한 결과 연소하한농도(LFL)의 최대거리가 52m이었고. 증기운폭발에 의한 생성된 과압이 128.2m에서 1 psi를 나타내었다. 부탄저장용기의 누출사고 결과에 미치는 변수의 영향 정도는 다소 차이가 있었으나 대기안정도, 바람속도, 배관의 크기, 관심거리 등이었으며, 이들 변수들의 값의 변화에 따라 사고 결과값의 변화가 크게 나타났으며 관심거리가 짧을수록, 누출공의 크기가 클수록 사고에 미치는 영향이 증가하고, 사고결과에 따른 피해범위가 크게 나타났다. 바람속도가 느릴수록, 대기의 상태가 안정한 상태일수록 연소하한농도에 이르는 거리가 증가하고 사고결과가 크게 나타났으며 사고결과에 미치는 변수들의 영향도 증가하였다. 따라서 부탄과 같은 Heavy가스의 저장용기에서의 누출사고에 의한 사고결과에 영향을 미치는 변수들의 영향분석을 바탕으로 영향평가방법을 제시하고 사고결과에 영향을 미치는 중요변수를 선정하고 변수들의 최적선택조건을 얻기 위하여 적절한 변수 값들을 선택하는 기준을 제시하였고 사고결과를 정확한 방법에 의하여 평가하고 예측할 수 있도록 하였다.하며, $31\%$가 한국인 약사에게 건강관리를 의존하는 것으로 나타나 미국사회의 의료 서비스 접근도는 극히 취약한 것으로 드러났다. 의료서비스 접근을 막는 주요 장벽으로는 비싼 의료비 $(53\%)$ , 의사소통장애$(37\%)$로 나타났다. 보건의료 서비스를 위해 주로 이용하며 생활의 정보를 얻는 통로로는 한국어 신문$(69\%)$과 한국어 TV$(61\%)$, 한국어 라디오 $(57\%)$로 밝혀졌다. 결론적으로 한국 이민자들에게 좀더 나은 의료 서비스 수혜를 위해서는 문화 친밀도가 높은 의료환경 조성 및 의료 서비스 제공자들의 이해를 높이는 일 등과 함께 한국 이민자들이 의료보험을 살수 있도록 한국어로 된 의료 서비스 정보를 제공하는 등의 노력이 필요할 것으로 생각한다. 열등한 위치에 있는 여성층과 초기 이민 적응에 가장 문제를 일으킬 소지가 있는 노년층을 들 수 있겠다. 이 연구는 몇 가지 제한점을 가진다. 첫째. 연구 대상자 선정이 어려워서 자원자를 대상으로 연구가 행해졌다. 둘째. 적은 수의 연구 대상자를 대상으로 연구가 행해졌다. 셋째. 연구기간이 짧았던 까닭에 좀더 상세한 사례 연구가 이루어질 수 없었다 좀 더 신뢰할 수 있는 표본 추출 방법을 통하여 선정된, 많은 연구 대상자를 가지고, 심도 있는 연구가 추후 반복적으로 이루어져야 할 것이다.더욱 더 발전을 거듭하고 있으며, 외식은 여행과 여가 활동의 필수적인 요소로써 그 역할을 일조하고 있다. 이와 같은 여가시간의 증가는 독신자들에게는 좀더 많은 여유시간을 가족을 이루고 있는 가족
This paper presents a 'consequence analysis' for vapor cloud explosions caused by heavy gas leakages from commercially used storage tanks at petrochemical plants. Particularly, this paper emphasizes on evaluating the results of various vapor cloud explosion accidents from Butane storage tanks. Also ...
This paper presents a 'consequence analysis' for vapor cloud explosions caused by heavy gas leakages from commercially used storage tanks at petrochemical plants. Particularly, this paper emphasizes on evaluating the results of various vapor cloud explosion accidents from Butane storage tanks. Also this paper analyses the impact of variables on the accidents in order to acquire the optimum conditions for variables. $SuperChems^{TM}$ Professional Edition was applied to analyse the impact (If atmospheric and other variables in the situation where vapor cloud continuously disperses from the ground level. Under the assumption that practical operating conditions are selected as a standard condition, and Butane leaks from the storage tank for 15 minutes, the results show that the maximum distance of LFL (Lower Flammable Limit) was 52 meters and overpressure by the vapor cloud explosion was 1 psi at 128.2 meters. It is observed that the impact of the variables on accidental Butane storage tank leakage mainly varied upon atmospheric stability, wind velocity, pipe line size, visible length, etc., and changes in the simulation result occurred as the variables varied. The maximum distance of the LFL (Lower Flammable Limit) increased as the visible length became shorter, the size of the leak became larger, the wind velocity was decreased, and the climatic conditions became more stable. Thus, by analysing the variables that influence the simulation results of explosions of Butane storage tanks containing heavy gases, I am presenting the most appropriate method for 'consequence analysis' and the selection of standards for suitable values of variables, to obtain the most optimal conditions for the best results.
This paper presents a 'consequence analysis' for vapor cloud explosions caused by heavy gas leakages from commercially used storage tanks at petrochemical plants. Particularly, this paper emphasizes on evaluating the results of various vapor cloud explosion accidents from Butane storage tanks. Also this paper analyses the impact of variables on the accidents in order to acquire the optimum conditions for variables. $SuperChems^{TM}$ Professional Edition was applied to analyse the impact (If atmospheric and other variables in the situation where vapor cloud continuously disperses from the ground level. Under the assumption that practical operating conditions are selected as a standard condition, and Butane leaks from the storage tank for 15 minutes, the results show that the maximum distance of LFL (Lower Flammable Limit) was 52 meters and overpressure by the vapor cloud explosion was 1 psi at 128.2 meters. It is observed that the impact of the variables on accidental Butane storage tank leakage mainly varied upon atmospheric stability, wind velocity, pipe line size, visible length, etc., and changes in the simulation result occurred as the variables varied. The maximum distance of the LFL (Lower Flammable Limit) increased as the visible length became shorter, the size of the leak became larger, the wind velocity was decreased, and the climatic conditions became more stable. Thus, by analysing the variables that influence the simulation results of explosions of Butane storage tanks containing heavy gases, I am presenting the most appropriate method for 'consequence analysis' and the selection of standards for suitable values of variables, to obtain the most optimal conditions for the best results.
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문제 정의
본 연구는 울산 화학공업단지 내에 액체 상태로 저장되어 있는 부탄이 저장탱크의 Sampling Point에서 운전원의 밸브조작 실수에 의하여 저장되어 있던 부탄이 Release되어 개방공간 증기운 폭발사고가 발생되었을 때 이에 대한 영향을 평가(Effect Modeling)하였다.
본 연구에서는 액체로 저장되어 있는 부탄이 대기로 방출되어 발생된 부탄증기가 개방공간 증기운폭발(UVCE)을 일으켜 이에 대한 사고영향평가를 위하여 누출원 모델로부터 누출량을 각각 산출하고 이에 대한 결과값들을 산출하기 위한 이론을 해석하였다.
많은 피해를 일으킨다[4]. 이와 같이 충격파의 영향은 누출물질의 양과 특성, 그리고 증기 운의 분산을 제한하는 정도에 따라 주로 의존하기 때문에 폭발시의 압력은 매우 작은 압력에서부터 수백킬로 파스칼(kPa)까지 되기도 하는데, 본 연구에서는 Over Pressure를 1 psig, 3 psig, 5 psig 등으로 구분하여 영향권에 들어오는 거리의 변화를 알아 보도록 하였다.
중대산업사고는 대부분 화재, 폭발 및 독성물질의 형태로 발생하는데 본 연구는 폭발, 특히 개방공간 증기운폭발(Unconfined Vapor Cloud Explosion)의 연구에 중점을 두고자 한다.
가설 설정
연소효율 또는 폭발효율은 이론적으로 계산하여 얻을 수 있는 폭발에너지에 대한 실제로 방출된 에너지의 비를 나타내며, 본 연구에서는 폭발에 참여하는 증기의 양을 대기로 방출된 증기의 총량이 아닌 연소하한농도와 연소상한 농도사이에 존재하는 증기만이 폭발에 참여하는 것으로 가정하여 연소효율을 1.0으로 산정하였다.
제안 방법
구분되며, 본 연구에서는 개방공간 증기운폭발 (UVCE : unconfined vapor cloud explosion)으로 한정한다. 폭발의 영향을 평가하는데 가장 많이 사용되는 TNT당량모델(TNT Equivalency Model)은 1969년 미국 해군과 공군에서 최초로 개발되어사용하던 것으로 미국군사기술메뉴얼 (US Army Technical Manual TM 5T300)에 수록되어 있다.
누출된 부탄이 2상흐름을 형성하여 생성된 기체가 연소상한농도와 연소하한농도의 연소 범위에서 개방공간 증기운폭발을 발생하여 미리 정하여진 과압을 받게되는 거리 및 연소범위내의 기체 양, TNT 당량 등을 산출하여 영향평가를 수행하였다.
부탄가스 누출에 의한 화재 및 폭발사고에 대한 영향평가방법을 제시하고, 매개변수들의 최적선택조건을 얻기 위하여 부탄증기 누출사고의 형태, 즉 개방공간 증기운폭발(UVCE)에대한 사고영향을 실제의 조업조건을 기준으로 평가하였으며 이 때 UVCE에서는 지표면과 일정한 높이의 공간에서 연속 누출하는 경우로 적용하였다. 그리고 사고결과에 미치는 매개변수들의 영향과 민감도를 분석하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
영향평가 수행결과는 각기 Base condition 즉, 실제 조업조건을 기준으로 하여 Wind velocity-S- 변화할 경우, Relative humidity를 변화할 경우, Atmospheric stability를 변화할 경우, Release time을 변화할 경우, Pipe diameter# 변화할 경우 및 Storage temperature를 변화할 경우 등으로 하여 그 결과들을 비교, 검토하였다.
이 에 따른 Explosion Modeling 과 Effect Modeling을 아래와 같은 여러 가지 상황에 따른각기 다른 공정매개변수와 기상매개변수들을 입력하여 그 결과에 따라 영향을 미치는 범위 및각 매개변수들의 결과를 분석하여 보았다.
것이다. 즉, 매개변수로는 바람속도, 상대습도, 대기안정도, 누출시간, 배관 직경, 저장온도로 하였고 각 매개변수들의 변화범위는 실제 화학공장의 운전상황에서 일어날 수 있는 조건을 바탕으로 결정하였다.
대상 데이터
울산에 위치하고 있는 석유화학 공업단지에서 직경이 10m인 액체 부탄 구형 저장탱크에 부탄 포화 액체 200ton을 포함하고 있다. 저장 탱크의 하부에 부착된 길이가 2m이고, Size가 3” 인 Sampling Valve의 Open으로 인하여 누출된 부탄 포화 액체의 일부가 순간증발하면서 완전히 발달된 2상 흐름 누출로 수평방향으로 대기 중으로 분산되었다.
성능/효과
5) Sample pipe diameter size를 ]" 에서 4" 까지의 변화를 고찰하여 보면, 배관 구경의 크기가 증가할수록 누출되는 부탄의 증기양이 급격히 증가하여 배관구경 변화별 관심거리의 영향이 상당히 큰 것을 알 수 있었다. 이 것은 이미 초기에 순간적으로 누출된 부탄증기의 양이 많으므로 대기에서 분산되어 LFL과 UFL 구간에서 부탄증기의 농도가 밀집되는 것를 보이기 때문이다.
1) 바람속도 변화에 따른 관심거리의 거동을 고찰하여 보면, 속도가 증가할수록 연소 상한농도(UFL)와 연소하한농도(LFL) 사이의 부탄의 농도가 점차 감소하다가, 바람의 속도가 2.5m/s에서 증가하여 다시 점차적으로 감소하는 것으로 나타났다. 이는 바람의 속도가 느릴수록 과압에 미치는 부탄의 양이 증가하고 있는더}, 바람의 속도가 빠를수록 농도가 LFL과 UFL이.
2) 상대습도의 변화를 고찰하여 보면, 상대습도가 감소할수록 연소하한농도(LFL)와 연소 상한농도(UFL) 사이의 부탄의 농도가 점차 감소하다가, 상대습도가 40% 이하에서는 매우작은 범위에서 변화하는데 이것은 복사열이 열투과도에 비례하고 동시에 열투과도가 상대습도의 0.09승에 반비례하기 때문이다.
3) 대지조건(ground condition)은 표면에서의 역학적 혼합과 높이에 따라 바람 윤곽에 영향을 준다. 호수나 개방된 영역이 혼합 효과를 줄이는 반면 나무와 빌딩은 혼합을 증가시킨다.
4) Sample pipe에서 누출되는 시간을 1200sec 에서 300sec까지의 변화를 고찰하여 보면, 누출시간 변화에 따른 관심거리는 그 영향이 상당히 미미한 것을 알 수 있었다’ 이 것은 이미 누줄된 부탄증기가 대기에서 이미 간등하게 분산되어 LFL고} UFL 구간에서 거의 비슷한 부탄 증기의 농도를 보이기 때문이다.
6) 저장온도의 변화에 따른 관심거리 변화를 고찰하여 보면, 저장온도가 높을수록 누출되는 부탄 증기의 양이 증가하는 것을 알수 있는데, 이는 자체 증기압의 상승에 따라 대기압력과의 차이를 증가시켜 저장온도가 증가할수록 누출되는 부탄의 증기양이 급격히 증가하여 그 영향이 크다. 이것은 이미 초기에 순간적으로 누출된 부탄증기의 양이 많으므로 대기에서 분산되어 LFL과 UFL 구간에서 부탄증기의 농도가 밀집되는 것을 보이기 때문이다.
호수나 개방된 영역이 혼합 효과를 줄이는 반면 나무와 빌딩은 혼합을 증가시킨다. 가장 불안정한 대기안정도인 A에서 점차 안정한 상태인 F까지의 변화를 고찰하여 보면, 가장 안정한 상태인 F에서 연소 하한농도(LFL) 와 연소상한농도(UFL) 사이의 폭발에 참여하는 부탄증기의 양이 가장 많았으며, 불안정한 상태 일수록 폭발에 참여하는 부탄증기의 양이 감소하고 있다. 이 것은 대기의 상태가 안정할수록 부탄증기의 분산이 어렵고 대기의 상태가 불안정할수록 부탄증기가 대기로 쉽게 분산되어 위험도가 감소하는 것을 알 수 있었다.
되는 거리에 도달되는 시간이 짧아져서 과압이 감소되고 또한 누출된 부탄증기의 양이 클수록 과압의 증가 영향이 크기 때문이다. 그리고 바람부는 변화에 따른 관심거리의 변화는 산출한 부탄증기의 양은 377.7kg 에서 57.2kg에 이르기까지 상당히 영향이 큰 것으로 나타났다. 바람의 속도가 빠를수록 위험도는 감소한다.
가장 불안정한 대기안정도인 A에서 점차 안정한 상태인 F까지의 변화를 고찰하여 보면, 가장 안정한 상태인 F에서 연소 하한농도(LFL) 와 연소상한농도(UFL) 사이의 폭발에 참여하는 부탄증기의 양이 가장 많았으며, 불안정한 상태 일수록 폭발에 참여하는 부탄증기의 양이 감소하고 있다. 이 것은 대기의 상태가 안정할수록 부탄증기의 분산이 어렵고 대기의 상태가 불안정할수록 부탄증기가 대기로 쉽게 분산되어 위험도가 감소하는 것을 알 수 있었다.
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