유류탱크 화재는 화재진압이 쉽지 않다. 미국, 일본, 싱가포르 등의 국가에서는 오랜 시행착오 끝에 대형 유류저장탱크의 전면화재에 대응하기 위한 대용량의 포방사 시스템을 도입하였다. 본 연구에서는 American Petroleum Institute (API), National Fire Protection Association (NFPA), British Standard European Norm (BS EN)의 관련 기준과 일본의 법령 등을 바탕으로 대용량 포방사에 대한 기준과 방법 등을 연구하였고, 모형탱크 전면화재 진압 비교실험을 통해 대용량 포방사의 성능을 확인하였다. 그 결과 소용량의 노즐 여러 개를 사용하는 것보다 대용량의 노즐 하나를 사용하는 대용량 포방사가 화재진압 성능이 더 우수 하였고, 노즐의 배치를 달리하여 서로 다른 방향에서 방사하는 것보다 동일한 방향에서 집중 방사하는 것이 더욱 효과적이었다. 결국 대용량포방사시스템의 국내도입 필요성을 확인하였다. 그러나 대용량포방사시스템의 운용은 현장 여건에 따라서는 매우 제한적일 수밖에 없다. 따라서 시스템을 최대한 경량화 되고 이동이 쉬운 것으로 도입하여야 한다. 또한 주요 탱크별로 운영계획을 수립하면서 대구경 소방호스의 장거리 설치문제, 소방활동 공간의 협소문제 등 파악되는 장애요인을 현장 여건에 따라 해결해 나가는 것이 현실적 방안으로 보인다.
유류탱크 화재는 화재진압이 쉽지 않다. 미국, 일본, 싱가포르 등의 국가에서는 오랜 시행착오 끝에 대형 유류저장탱크의 전면화재에 대응하기 위한 대용량의 포방사 시스템을 도입하였다. 본 연구에서는 American Petroleum Institute (API), National Fire Protection Association (NFPA), British Standard European Norm (BS EN)의 관련 기준과 일본의 법령 등을 바탕으로 대용량 포방사에 대한 기준과 방법 등을 연구하였고, 모형탱크 전면화재 진압 비교실험을 통해 대용량 포방사의 성능을 확인하였다. 그 결과 소용량의 노즐 여러 개를 사용하는 것보다 대용량의 노즐 하나를 사용하는 대용량 포방사가 화재진압 성능이 더 우수 하였고, 노즐의 배치를 달리하여 서로 다른 방향에서 방사하는 것보다 동일한 방향에서 집중 방사하는 것이 더욱 효과적이었다. 결국 대용량포방사시스템의 국내도입 필요성을 확인하였다. 그러나 대용량포방사시스템의 운용은 현장 여건에 따라서는 매우 제한적일 수밖에 없다. 따라서 시스템을 최대한 경량화 되고 이동이 쉬운 것으로 도입하여야 한다. 또한 주요 탱크별로 운영계획을 수립하면서 대구경 소방호스의 장거리 설치문제, 소방활동 공간의 협소문제 등 파악되는 장애요인을 현장 여건에 따라 해결해 나가는 것이 현실적 방안으로 보인다.
Oil tank fires need to be suppressed differently from other oil-related fires, due to the high-temperature flames and hot updraft above the tank, in the former case, that cause the destruction of large amounts of foam. We studied high-capacity foam discharge systems based on the standards of the Ame...
Oil tank fires need to be suppressed differently from other oil-related fires, due to the high-temperature flames and hot updraft above the tank, in the former case, that cause the destruction of large amounts of foam. We studied high-capacity foam discharge systems based on the standards of the American Petroleum Institute (API), National Fire Protection Association (NFPA), British Standard European Norm (BS EN), and the laws of Japan. The performance of a high-capacity foam discharge system was measured by conducting real fire experiments with model oil tanks. We concluded that lightweight and easily movable high-capacity foam discharge systems should be urgently introduced in domestic operations. Additionally, the obstacles faced by major tanks, such as long-distance installation of large-diameter fire hoses and narrowing of firefighting spaces, should be resolved depending on the conditions of the site.
Oil tank fires need to be suppressed differently from other oil-related fires, due to the high-temperature flames and hot updraft above the tank, in the former case, that cause the destruction of large amounts of foam. We studied high-capacity foam discharge systems based on the standards of the American Petroleum Institute (API), National Fire Protection Association (NFPA), British Standard European Norm (BS EN), and the laws of Japan. The performance of a high-capacity foam discharge system was measured by conducting real fire experiments with model oil tanks. We concluded that lightweight and easily movable high-capacity foam discharge systems should be urgently introduced in domestic operations. Additionally, the obstacles faced by major tanks, such as long-distance installation of large-diameter fire hoses and narrowing of firefighting spaces, should be resolved depending on the conditions of the site.
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가설 설정
269 m2) 2개와 노즐구경 3 mm의 대용량 포방사장치 1개, 노즐구경 2 mm의 소용량 포방사장치 1개를 자체 제작하였다. 직경 58.5 m 탱크를 실제탱크로 가정한다면 직경비 1/100로 축소된 탱크모형이다.
제안 방법
그러나 실제 현장에서는 다양한 조건과 상황에 따라 차이가 발생하므로, 실제 방수테스트를 실시하여 계산 값을 검증하였다. 그 결과 각각의 방사장치에 필요한 최적의 방사압은 소용량의 경우는 계산 값과 거의 일치하였지만 대용량은 0.
모형탱크에 실제 전면화재 조건을 조성한 후, 대구경 및 소구경 노즐의 방사량에 따른 화재진압 성능을 비교해보았다. 철제드럼 규격의 직경 585 mm와 높이 220 mm 크기의 탱크모형(액표면적 0.
방출율은 ChemGuard 추천 방출율에 1.5(여유율)을 곱하여 액표면적 1 m2 당 19.35 LPM/m2를 적용하였다. 실제 대용량 방사장치(노즐 1개)는 근사치인 5.
본 연구는 대형탱크의 화재시 특성과 전면화재 대응방안, 사고사례 등을 담기 위해 국내외 법령과 기준, 보고서와 선행연구들을 조사하고, 실험을 통해 대용량의 포방사와 소용량의 포방사를 비교하였고 또한 노즐의 배치형태에 따른 진압효과를 분석하였다.
본 연구는 이러한 대형탱크의 화재 시 특성과 전면화재 대응방안, 사고사례 등을 담기 위해 국내외 법령과 기준, 보고서와 선행연구들을 조사하고 실험을 통해 대용량의 포 방사와 소용량의 포방사를 비교하였고 또한 노즐의 배치형태에 따른 진압효과를 분석하였다.
36 kg/cm2의 차이를 보였다. 실험에는 3차례 방수테스트의 최적 값을 적용하여 소용량 방사장치는 0.8 kg/cm2을대용량 방사장치는 1.3 kg/cm2를 적용하였다. (Table 7 참조)
실험은 대용량과 소용량 포방사의 성능비교와 방사형태즉, 노즐의 배치형태에 따른 성능비교를 하였다.
대상 데이터
2018년 10월 경기도 고양시 대한송유관공사의 저유소에 설치된 직경 28.4 m, 용량 4,900,000 L의 휘발유 지중탱크에서 유증기 폭발로 인한 전면화재(Full surface fire)가 있었다. 소방에서는 대응 3단계를 발령하고 소방헬기 등 장비 243대와 인력 746명을 투입해 진화작업을 벌였으나 강한 화염과 높은 열기 탓에 진화작업에 어려움을 겪었고, 탱크에 있던 가솔린 2,663,000 L를 연소시키고 화재는 17시간만에 진압되었다(1).
35 LPM/m2를 적용하였다. 실제 대용량 방사장치(노즐 1개)는 근사치인 5.3 LPM의 방출률을, 소용량 방사장치(노즐 3개)는 산출된 값의 3분의 1인 1.75 LPM을 적용하였다.
모형탱크에 실제 전면화재 조건을 조성한 후, 대구경 및 소구경 노즐의 방사량에 따른 화재진압 성능을 비교해보았다. 철제드럼 규격의 직경 585 mm와 높이 220 mm 크기의 탱크모형(액표면적 0.269 m2) 2개와 노즐구경 3 mm의 대용량 포방사장치 1개, 노즐구경 2 mm의 소용량 포방사장치 1개를 자체 제작하였다. 직경 58.
성능/효과
1) 대형 유류저장탱크의 전면화재는 기존의 화학소방차에 의한 포위방사 방식으로는 화재진압이 불가능하다. 효과적인 진압을 위해서는 대용량의 포방사를 활용한 집중방사 진압방식이 필요하다는 것을 확인하였다.
2) 직경 80 m 규모의 대형탱크 전면화재를 진압하려면 일본 기준으로 방사량 50,000 LPM을 확보해야 한다. 이를 위해서는 대용량 포방사 시스템의 도입이 필요하다.
3) 6,000,000 L의 소화용수를 확보할 수는 있어도 이를 끊이지 않고 120분 이상 공급하기가 쉽지 않다. 울산 석유화학단지의 경우 최대 2.
그러나 실제 현장에서는 다양한 조건과 상황에 따라 차이가 발생하므로, 실제 방수테스트를 실시하여 계산 값을 검증하였다. 그 결과 각각의 방사장치에 필요한 최적의 방사압은 소용량의 경우는 계산 값과 거의 일치하였지만 대용량은 0.36 kg/cm2의 차이를 보였다. 실험에는 3차례 방수테스트의 최적 값을 적용하여 소용량 방사장치는 0.
동일한 방사압, 방사량의 노즐을 사용하면서 노즐의 배치형태만을 달리한 비교실험에서 서로 다른 방향에 노즐을 배치시킨 경우는 방사되는 포가 서로 맞부딪히면서 쉽게 파괴되거나 액면 상에 이미 형성된 포 피막을 파괴할 수있음이 확인되었다. 또한 액면 상에 작은 소용돌이를 일으키면서 불길을 확산시키는 것도 확인되었다.
동일한 방사압, 방사량의 노즐을 사용하면서 노즐의 배치형태만을 달리한 비교실험에서 서로 다른 방향에 노즐을 배치시킨 경우는 방사되는 포가 서로 맞부딪히면서 쉽게 파괴되거나 액면 상에 이미 형성된 포 피막을 파괴할 수있음이 확인되었다. 또한 액면 상에 작은 소용돌이를 일으키면서 불길을 확산시키는 것도 확인되었다. 포수용액끼리 맞부딪히면서 포가 파괴되는 것과 액면 상의 소용돌이를 막기 위해서는 노즐을 동일한 장소에 배치시켜 집중방사가 필요하다고 판단된다.
방사량에 따른 비교실험에서는 소용량 노즐(구경 2 mm, 방사압 0.8 kg/cm2)을 사용한 경우, 화재를 완전 진압하는데 11 min 40 s가 소요되었지만, 대용량 노즐(구경 3 mm, 방사압 1.3 kg/cm2)을 사용한 대용량 방사의 경우, 완진시간은 9분 30초로 소용량 대비 0.81배 단축되었다. 즉, 분당 방사량은 5.
81배 단축되었다. 즉, 분당 방사량은 5.3 LPM으로 동일하지만, 소용량의 노즐 여러 개를 사용하는 것보다 대용량 노즐 하나를 사용하는 대용량 방사가 화재진압에 더욱 유리한 것을 확인하였다.
1) 대형 유류저장탱크의 전면화재는 기존의 화학소방차에 의한 포위방사 방식으로는 화재진압이 불가능하다. 효과적인 진압을 위해서는 대용량의 포방사를 활용한 집중방사 진압방식이 필요하다는 것을 확인하였다.
후속연구
미국, 일본, 싱가포르 등의 국가에서는 오랜 시행착오 끝에 이러한 대형 유류저장탱크의 전면화재에 대응하기 위한 시스템과 진압법을 개발했다(3). 이러한 선진 화재진압시스템과 진압기술의 성능과 효과성을 검증하고 우리나라 실정에 맞는 대형유류저장탱크 전면화재 대응책을 마련할 필요가 있다.
참고문헌 (14)
National Fire Agency, "White Paper on the Goyang Oil Tank Fire Response", pp. 12-33 (2019).
H. Persson and A. Lonnermark, "Tank Fires, Review of fire incidents 1951-2003, BRANDFORSK Project 513-021", Sweden : SP Swedish National Testing and Research Institute, pp. 5-7 (2004).
United Stated Patent, "Method For Extinguishing Tank Fires", Patent Number 5566766A, Retrieved from https://patents.google.com/patent (1996).
Fire and Disaster Management Office, "Training manual of Disaster Prevention Headquarters of Petrochemical Complex", Ministry of Internal Affairs, Japan (2016).
Fire and Disaster Management Office, "Disaster Prevention Measures at Petrochemical Complexes in Japan", Ministry of Internal Affairs, Japan, pp. 33-37 (2017).
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