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사고사례 정밀분석을 통한 상압저장탱크의 안전에 관한 연구
A Study on Safety of Atmospheric Storage Tank through Detailed Analysis of Accident Case 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.34 no.4, 2019년, pp.41 - 48  

임지표 (한국산업안전보건공단 화학사고예방센터) ,  박수율 (한국산업안전보건공단 화학사고예방센터)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In October 2018, a large fire occurred after an explosion in an internal floating roof tank (IFRT) that stores gasoline by wind lantern in Goyang city, Gyeonggi-do. Although there was no casualty damage, the fire inside the tank lasted for 17 hours, and caused a great wave socially, and it was a cha...

주제어

#atmospheric storage tank   #internal floating roof tank(ifrt)   #vent   #flame arrestor   #emergency shut-off valve  

표/그림 (14)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 6) 하지만 통기설비에 의한 누출량이 실링 미흡에 의한 누출량 보다 크고 실링 미흡에 의한 누출량은 추정이 곤란하므로 통기설비를 통한 누출량을 통해 폭발분위기 형성 가능성에 대해 검토하였다.
  • 본 연구에서는 먼저 고양 저유소 사고에서 논란이 되었던 내부부상지붕탱크의 원주방향 통기관에 화염방지기 설치 필요성에 대해 원주방향 통기관의 기능관점에서 통기량과 통기관의 크기의 추정을 통해 검토하였다. 내부부상지붕탱크의 로딩/언로딩 작업에 의한 통기량은 고정지붕의 중앙 통기관이 충분히 배기나 흡기할 수 있다.
  • 본 연구에서는 먼저 고양 저유소 사고에서 논란이 되었던 원주방향 통기관(Peripheral vent)의 화염방지기설치 필요성에 대해 원주방향 통기관의 기능 관점에서 내부부상지붕탱크 통기량과 통기관의 크기 계산을 통해 검토하고자 한다. 두 번째로 상압저장탱크의 월류(Overflow)를 방지하기 위한 고액위경보장치와 연동된 긴급차단밸브의 필요성을 확인하기 위해 방호계층분석(LOPA)을 실시하고자 한다.

가설 설정

  • 2%를 초과함을 알 수 있다. 계산을 위해 부상지붕 하부로부터 고정지붕 하부로 배출되는 증기량은 앞에서 계산된 1,924 m3/hr이며 동일한 양이 고정지붕 통기관을 통해 배출되는 것으로 가정하였다. 다만 부상지붕 하부에서 배출되는 증기는 톨루엔의 증기압(3.
  • 고정지붕과 부상지붕 사이의 물질수지는 아래 식으로 나타낼 수 있으며 시간에 따른 탱크 내부의 농도를 계산할 수 있다. 다만, 탱크 내부는 균일하게 혼합되고 통기관을 통해 배출되는 증기의 농도는 탱크 내부의 평균농도와 같다고 가정하였다.
  • 통기량 계산, LOPA 등을 실시하기 위해 이번 사고와 유사한 크기의 내부부상지붕탱크를 예시로 사용하였다. 또한, 탱크 주변에 위험물이 누출될 경우 확산을 방지할 수 있는 8,000 m3 크기의 방유제가 설치된 것으로 가정하였다. 내부부상지붕탱크의 명세는 Table 1과 같다.
  • 인화성액체 누출의 경우 피해가 누출량보다는 화재에 의한 복사열의 영향이 크므로 방유제 직경과 같은 크기의 액면화재 발생을 가정하여 강도를 추정하였다. 복사열의 크기는 PHAST를 활용하였으며 방유제로부터 산업안전보건법에서 저장탱크의 안전거리로 규정한 20 m 이격된 지점을 기준으로 하였다.
  • 탱크에서 저장하는 물질은 일반적으로 용제로 많이 사용되는 톨루엔으로 가정하였다. 톨루엔의 물성5)은Table 2와 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
외부부상지붕탱크가 사용되는 이유는 무엇인가? 일반적으로 경유와 같이 증기압이 낮아 증발량이 작은 경우에는 상부에 통기관이 설치된 고정지붕탱크를 사용한다. 하지만 가솔린과같이 증기압이 높아 증발량이 많은 경우에는 로딩작업 중 배기에 의해 손실이 많이 발생하므로 이를 최소화하기 위해 외부부상지붕탱크를 사용한다. 부상지붕탱크는 충전작업 중 액위 상승에 따라 부상지붕이 함께 상승하는 구조로 배기에 의한 손실을 최소화 한 상압 저장탱크이다.
상압저장탱크란 무엇인가? 위험물을 저장하는 탱크는 NFPA 301)에 따라 상압 저장탱크(Atmospheric storage tank), 저압저장탱크(Low pressure storage tank) 및 압력저장탱크(Pressure storage tank)로 구분된다. 이중 상압저장탱크는 탱크 상부의 압력이 대기압에서 6.9 kPa(1 psig)까지의 압력으로 운전하도록 설계된 탱크를 말한다.
인화성 액체 저장탱크에서 발생하는 대형사고의 원인은 무엇인가? 인화성 액체 저장탱크에서 발생하는 대형사고는 크게 2가지 원인에 의해서서 발생하고 있다. 첫 번째는 저장탱크 내부에 화염이 전파되어 폭발이 발생한 후화재로 이어지는 경우이다. 두 번째는 저장탱크에 위험물 충전 작업 중 월류(Overflow)되어 화재나 폭발로 이어지는 경우이다. 이 외에도 하역 및 출하 과정에서통기량의 부족으로 탱크가 과압이나 진공에 의해 파손되는 경우도 있다.
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참고문헌 (17)

  1. National Fire Protection Association(NFPA), NFPA 30, "Flammable and Combustible Liquids Code", p. 13, 2003. 

  2. Korea Occupational Safety and Health Agency, KOSHA Guide(D-14-2012), "Technical Guideline for Installation of Vent Facility", pp. 1-7, 2012. 

  3. https://ko.wikipedia.org/wiki/Explosion accident at an oil reservoir in Go-Yang 

  4. Health & Safety Executive, "The Buncefield Investigation (Liquid flow and vapor production)", pp. 1-42, 2007. 

  5. Korea Petrochemical Industry Association, "Material Safety Data Sheet(Toluene)", pp. 1-8, 2016. 

  6. American Petroleum Institute, API Std 2000, "Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks", pp. 1-72, 2014. 

  7. J. P. Yim, D. Y. Jin, B. C. Ma, S. J. Kang and C. B. Chung, "Review of Safety for Pressure-Relieving Systems of Small to Middle Scale Chemicals Plants", Vol. 30, No. 6, pp. 48-55, 2015. 

  8. J. P. Yim and C. B. Chung, "A Study on Classification of Explosion Hazardous Area for Facilities using Lighter-than-Air Gases", J. Korea Soc. Saf., Vol. 29, No. 2, pp. 24-30, 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  9. American Petroleum Institute, API Std 650, "Welded Tanks for Oil Storage", pp. 86-94, 2014. 

  10. Korea Maritime Safety Tribunal, "Crude Oil Wuyishan Wharf Facility Contact Accident Investigation Report", pp. 1-30, 2015. 

  11. Korea Occupational Safety and Health Agency, KOSHA Guide(D-11-2012), "Technical Guideline for Installation of Emergency Shutoff Valve", pp. 1-9, 2012. 

  12. Center for Chemical Process Safety, "Layer of Protection Analysis(Simplified Process Risk Assessment)", pp. 31-149, 2001. 

  13. Korea Occupational Safety and Health Agency, KOSHA Guide(P-102-2012), "Technical Guideline for Accident Damage Prediction Technique", pp. 12-13, 2012. 

  14. Korea Occupational Safety and Health Agency, KOSHA Guide(P-82-2012), "Technical Guideline for HAZOP Technique for Continuous Process", pp. 1-14, 2012. 

  15. K. Park, "Simplified Risk Assessment on Fire Hazard of LPG Filling Station", Korean J. Chem. Eng., Vol. 34, Issue 3, pp. 642-650, 2017. 

    상세보기 crossref

  16. Korea Occupational Safety and Health Agency, KOSHA Guide(P-70-2016), "Technical Guideline for Installation of Flame Arrestor", pp. 1-18, 2016. 

  17. Korea Occupational Safety and Health Agency, KOSHA Guide(D-8-2017), "Technical Guideline for Installation of Flame Arrestor", pp. 1-5, 2017. 

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