[논문]복합화력발전소 내 암모니아 누출 사고에 의한 피해영향 모델링

고은성; 박경식; 김동민; 노영태

doi:10.21729/ksds.2023.16.3.1

복합화력발전소 내 암모니아 누출 사고에 의한 피해영향 모델링
Modeling of Damage Effects Caused by Ammonia Leakage Accidents in Combined Cycle Power Plant 원문보기

한국방재안전학회논문집 = Journal of Korean Society of Disaster and Security, v.16 no.3, 2023년, pp.1 - 15

고은성 ((주)한빛안전기술단 기업부설연구소) , 박경식 ((주)한빛안전기술단 기업부설연구소) , 김동민 ((주)한빛안전기술단 기업부설연구소) , 노영태 (한국건설생활환경시험연구원 광주전남센터)

초록
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본 연구는 복합화력발전소 내 배연탈질 설비에서 원료 및 중간재로 많이 사용되는 암모니아의 연속 누출에 대한 유해 위험 거리 예측 및 정량적 평가를 위한 피해영향 모델링이다. 피해 예측은 사고 영향 평가와 확산모델을 기반으로 암모니아 저장탱크 누출사고의 최적 시나리오를 모델링 하기 위해 변수들의 조업조건을 표준조건으로 하였다. 대상지역인 한국서부발전 태안발전본부의 복합화력발전소는 온도, 습도, 풍속, 대기 안정도, 풍향 등의 계절적 요인에 따른 기상 조건과 지형적 조건을 설정하기에 최적의 조건이며, 시나리오에 따른 모델링 결과가 누출 사고에 대한 특성을 분석하기에 가장 적합하였다. 암모니아 가스는 Gaussian 확산모델을 기반으로 하여 확산에 따른 LOC 별 농도치를 도출하였다. 본 연구를 통한 ALOHA 모델링 결과는 대기 조건의 경우 온도가 높고 안정도가 표준수치 범위이며, 풍속이 낮을수록 암모니아 확산에 의한 인체 피해 영향 정도가 높아지는 것으로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study focuses on modeling the impact of ammonia leakage from the storage tank in a combined cycle power plant's flue gas denitrification facility. It employs accident impact assessments and diffusion models to determine the optimal scenarios for ammonia storage tank leakage accidents. The study considers the operating conditions of variables as standard conditions for predicting the extent of damage. The Taean combined cycle power plant is chosen as the target area, taking into account seasonal factors such as temperature, humidity, wind speed, atmospheric stability, and wind direction. By utilizing a Gaussian diffusion model, the concentration of ammonia gas at various locations is estimated to assess the potential extent of external damage resulting from a leak. The study reveals that in conditions of high temperature and stable atmosphere within the specified range, lower wind speeds contribute to increased damage to the human body due to ammonia diffusion.

주제어

표/그림 (18)

표 Table 1. Accidents related to ammonia in Korea
표 Table 2. Accidents related to ammonia by cause
표 Table 3. Accidents related to ammonia by type
표 Table 4. Toxicity exposure levels (ammonia)
그림 Fig. 1. A specific plume formed due to the continuous leakage of material
표 Table 5. Seasonal average data in Taean (2021)
그림 Fig. 2. Average wind rose in Taean (2021) (left), Summer (right)
그림 Fig. 3. Horizontal cylinder storage tank scenario
표 Table 6. Atmospheric stability classes
표 Table 7. Scenario source strength in ALOHA simulator
표 Table 8. Key hazardous levels of ammonia leakage
그림 Fig. 4. Correlation of probit value and percentage
표 Table 9. Constants in the probit for formula for NH₃
그림 Fig. 5. Range of radiation impact (alternative scenario)
표 Table 10. Constants in the probit for formula for NH₃
그림 Fig. 6. Range of toxicity impact
표 Table 11. Constants in the probit for formula for NH₃
그림 Fig. 7. Radiation change with time at 45.9 m (winter)

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