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Bow-Tie 분석을 통한 저장탱크 방지대책 효율성 분석

Efficiency Analysis of Storage Tank Prevention Measures by Bow-Tie

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.24 no.4, 2020년, pp.73 - 83  

이현진 (광운대학교 화학공학과) ,  정수민 (광운대학교 화학공학과) ,  강석민 (광운대학교 화학공학과) ,  채승빈 (광운대학교 화학공학과) ,  강승균 (광운대학교 화학공학과) ,  고재욱 (광운대학교 화학공학과)

초록
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본 연구에서 다루고 있는 문제점은 공정 사고 감소는 산업 안전 감소보다 덜 감소하고 있으며, 석유 및 가스 공정산업의 주요 사고로 인한 손실은 지난 몇 년 동안 감소하지 않고 있는 상태이다. 특히 저장탱크에서 현재의 위험 접근 방식은 안전운전을 유지하는 것에 비해 설계의 안전성을 향상시키는 것에 더 중점을 두고 있다. 이에 Bow-Tie 방법을 활용하여 적절하게 사용한다면 공정의 안전성을 향상시킬 수 있다. Bow-Tie 방법은 운영적인 측면에 초점을 맞추고 모든 중요한 안전 배리어를 명확하게 강조하고 배리어 효율성을 분석하여 적합성을 평가 할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The problem addressed in this study is that the reduction in process accidents is less than the reduction in industrial safety, and the losses from major accidents in the oil and gas processing industry have not decreased over the years. In particular, current risk approaches in storage tanks place ...

주제어

표/그림 (17)

AI 본문요약
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제안 방법

  • 도출한 예방책이 효율성이 있는 것을 확인하기 위해 저장탱크의 사고사례를 분석하여 Bow-Tie 위험성 평가를 수행하였다. 저장탱크 사례를 분석하여 탱크 사고가 발생하는 요인 및 예방할 수 요인을 Fig.
  • 본 논문에서는 실제 저장탱크의 사고 사례를 바탕으로 Bow-Tie를 수행하였다. 저장 탱크는 공장에서 구조에 따라 적용 분야가 달라지며 또한 안전성 측면에서도 달라진다.
  • 분석된 구성요소를 기반으로 하여 Fig. 7., Fig.8., Fig. 9.에 Bow-Tie 다이어그램을 작성하였으며, Top event를 중심으로 하여 왼쪽은 예방 대책, 오른쪽은 감소대책으로 구성하였다. 작성된 Bow-Tie에 각 예방대책 및 감소대책에 대한 PFD 값을 적용하여 사고 발생확률을 계산하였다.
  • 사고에 대한 분석과 사고원인 요인 통해 Top Event를 가연성 물질 누출로 분석을 하였다. 분석 위험에 대해 Table 4에 잠재위험에 대해 나타내었다.
  • 선정한 사고 사례는 4개의 사례를 선정하였다. 영국 번스필드사고, 인도 자이푸르 사고, 베네수엘라 사고, 이탈리아 나폴리 탱크 폭발 사고를 분석하여 공통적인 위협사항을 Fig. 5.의 사고 원인 요인에 따라 분석하였다.
  • 위의 Top Event의 가연성 물질의 누출의 위험요인은 총 3가지로 도출하였다.
  • 에 나타내었다. 이를 기반으로 Bow-Tie 분석을 위한 요소를 도출하였다.
  • 에 Bow-Tie 다이어그램을 작성하였으며, Top event를 중심으로 하여 왼쪽은 예방 대책, 오른쪽은 감소대책으로 구성하였다. 작성된 Bow-Tie에 각 예방대책 및 감소대책에 대한 PFD 값을 적용하여 사고 발생확률을 계산하였다.
  • IGU(International Gas Union)에서 1994년에 분류한 저장 탱크에 Bow-Tie 방법을 활용하여 적절하게 사용한다면 공정의 안전성을 향상시킬 수 있다. 필요한 안전설비를 확보하기위해 사고 사례를 분석하고, 사례들을 바탕으로 Bow-Tie 방법을 수행하여 배리어를 확보하려 한다. 운영적인 측면에 초점을 맞추고 모든 중요한 안전 배리어를 명확하게 강조하여 배리어의 적합성을 평가하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

대상 데이터

  • 선정한 사고 사례는 4개의 사례를 선정하였다. 영국 번스필드사고, 인도 자이푸르 사고, 베네수엘라 사고, 이탈리아 나폴리 탱크 폭발 사고를 분석하여 공통적인 위협사항을 Fig.
  • Bow-TIe 방법의 시작은 1970년대 전후이며, 이는 1988년 Piper Alpha의 사고 이후로 시작이 되었다. 해당 사고는 Royal Dutch Shell의 해상 플랫폼에서 작업자의 실수로 인해 고압가스가 누출되어 폭발하여 167명의 사망자를 기록한 사고이다.

이론/모형

  • 위의 자료를 기반하여 Bow-Tie 리스크 평가를 수행하게 된다. 리스크 평가의 수행절차는 11단계의 세부 단계를 지니게 된다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
FRT의 화재 특성은 무엇인가? FRT(Floating Roof Tank)의 화재 특성은 초기에는 Seal 부근에서만 화재가 발생하는 것, 화재가 지속적으로 진행되어도 큰 변형이 없다는 것이 있다.
Piper Alpha의 사고의 원인과 피해규모는? Bow-TIe 방법의 시작은 1970년대 전후이며, 이는 1988년 Piper Alpha의 사고 이후로 시작이 되었다. 해당 사고는 Royal Dutch Shell의 해상 플랫폼에서 작업자의 실수로 인해 고압가스가 누출되어 폭발하여 167명의 사망자를 기록한 사고이다.
CRT의 화재 특성은 무엇인가? CRT(Cone Roof Tank)의 화재 특성은 초기 폭발의 가능성이 높다는 것, 증기압이 높은 제품은 개구부에서만 화재가 발생한다는 것이 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. "Bow Ties in risk management", Center for Chemical Process Safety of the American Institute of Chemical Engineers, New York, (2018) 

  2. "Principles for barrier management in the petroleum industry", PSA, (2013) 

  3. "Guidance for barrier management in the petroleum industry", SINTEF, (2016) 

  4. "Functional safety - Safety instrumented systems for the process industry sector" IEC, (2016) 

  5. "Lees' Loss Prevention in the Process Industries", fifth, Butterworth-Heinemann, New york, (2012) 

  6. "Lees' Process Safety Essentials: Hazard Identification, Assessment and Control", 1st edition, Butterworth-Heinemann, New york, (2013) 

  7. "Layer of Protection Analysis", Center for Chemical Process Safety of the American Institute of Chemical Engineers, New York, (2001). 

  8. "Guidelines for Initiating Events and Independent Protection Layers in Layer of Protection Analysis", Center for Chemical Process Safety of the American Institute of Chemical Engineers, New York, (2014) 

  9. "Layer of Protection Analysis_ Simplified Process Risk Assessment", Center for Chemical Process Safety of the American Institute of Chemical Engineers, New York, (1994) 

  10. 안전보건공단, KOSHA Guide(X-39-2011), "정성적 보우타이(Bow-Tie) 리스크 평가 기법에 관한 지침", (2011) 

  11. 안전보건공단, KOSHA Guide(X-40-2011), "반정량적(Semi-quantitative) 보우타이(Bow-Tie) 리스크 평가 기법에 관한 지침", (2011) 

  12. 김정환, "SIL(Safety Integrity Level) 기법을 이용한 화학공장의 안전성 향상에 관한 연구", 광운대학교 화학공학과 석사학위 논문, (2010) 

  13. 안전보건공단, KOSHA Guide(P-113-2012), "방호계층분석(LOPA)에 관한 기술지침", (2012) 

  14. 김현민, "bow-tie 기법을 이용한 아크릴산 사용공정에서의 리스크 감소에 관한 연구", 인하대학교 환경.안전융합전공 석사학위 논문, 2018 

  15. 화학물질안전원, 국외 저장탱크 화학사고 사례연구집 

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