정량적위험성평가 (e-CA)

 

 

 

안녕하세요! 환경, 안전, 소방, 위험물 종합 컨설팅 기관 (주)한국공정안전환경센터입니다.

이번 포스팅에서는 위험성평가 e-CA에 대해 알아보겠습니다.

 

 

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     서론

법적근거
- 공정안전보고서의 제출·심사·확인 및 이행상태평가 등에 관한 규정 제28조(사고빈도 및 피해 최소화 대책 등)

 

본론

 

1. 정량적 위험성평가(피해예측) 대상 범위

 

(1) 단위공장별로 인화성가스ㆍ액체에 따른 화재ㆍ폭발 및 독성물질 누출사고에 대하여 각각 1건의 최악의 사고 시나리오와 각각 1건 이상의 대안의 사고 시나리오를 선정하여 정량적 위험성평가(피해예측)를 실시한 후 그 결과를 공정안전보고서의 제출·심사·확인 및 이행상태평가 등에 관한 규정 별지 제19호의2서식의 시나리오 및 피해예측 결과에 작성하고 사업장 배치도 등에 표시하여야 한다.

 

2. 정량적 위험성평가(e-CA) 구동 참고 사항

 

(1) 공통사항

 

(1.1) 사고 시나리오 선정은 화학물질을 취급하는 단위설비를 대상으로 한다.

(1.1.2) 단위설비의 인입측 플랜지에서부터 연결 단위설비의 인입측 플랜지까지로 한다 .

다만 연결배관에 펌프, 자동차단밸브 등이 있는 경우에는 이를 포함한 부분까지를 시나리오 구간으로 구획할 수 있다.

 

                                                                      (1.2) 끝점

 

 

(1.2.1) 독성물질: 끝점농도(mg/l, 또는 ppm)에 도달하는 지점 다음의 우선순위로 한다.

①ERPG2 ②AEGL2(1시간) ③PAC2 ④IDLH 수치의 10% 등

(1.2.2) 인화성 가스 및 인화성 액체인 경우(가연성 무질 포함)

(1.2.2.1) 폭발인 경우: 0.07 kgf/cm2의 과압이 걸리는 지점

(1.2.2.2) 화재인 경우: 40초 동안 5kW/m2의 복사열에 노출되는 지점

(1.2.2.3) 누출인 경우: 누출된 물질의 폭발하한농도의 100%인 지점

(1.3) 지표면의 굴곡상태

(1.3.1) 도시: 건물과 나무 등이 많은 지형

(1.3.2) 시골: 평탄한 지형

 

(2) 최악의 사고 시나리오

(2.1) 풍속 및 대기안정도: 지상 10m 높이에서 초당 1.5m의 풍속으로 하고 대기안정도는 F등급을 사용한다.

(2.2) 대기온도 및 습도: 대기온도 40℃, 습도는 50%를 사용한다.

(2.3) 누출원 높이: 지표면에서 누출되는 것으로 가정한다.

(2.4) 누출물질의 온도: 냉동액체인 경우, 운전온도를 사용하고 이외의 경우, 낮 시간의 최고온도 또는 운전온도 중 큰 수치를 사용한다.

(2.5) 최악의 누출량은 사고 시 비상조치가 가능한 범위 내에서 단일 용기에 저장되는 최대량, 단일 배관계에 보유하고 있는 최대량 중 큰 것으로 한다.

(3) 대안의 사고 시나리오

(3.1) 풍속 및 대기안정도: 과거 1년 이상 그 지역의 평균 기상조건 및 대기안정도를 사용한다.

단, 확인불가 시 풍속은 지상 10m 높이에서 초당 3m로 하고, 대기안정도는 D등급으로 사용한다.

(3.2) 대기온도 및 습도: 과거 1년 이상의 그 지역의 평균 온도 및 평균 습도를 사용한다. 단, 확인불가 시 25℃, 50%로 한다.

(3.3) 누출원 높이: 실제 누출되는 높이를 사용한다.

(3.4) 누출물질의 온도: 운전온도를 사용한다.

(3.5) 사고 시나리오 선정 시 최악의 가상사고 시나리오보다 자주 일어날 수 있는 것, 끝점이 사업장 외부에 도달하는 것으로 고려한다.

 

(3.6) 설비별 누출공 크기 산정

(3.6.1) ①가장 큰 연결구의 배관직경이 50mm 미만인 경우, ②특수화학설비(운전온도가 355℃ 이상이거나 운전압력이 10kg/cm2 이상), ③기타 탱크로리 체결부위 등 파손확률이 높은 경우는 배관직경의 누출공의 크기로 산정한다.

(3.6.2) KOSHA GUIDE P-107-2020 최악 및 대안의 사고 시나리오 선정에 관한 기술지침

<표 1> 대안의 누출사고 시나리오의 누출공 선정기준을 참고하여 연결배관 최대직경 2인치~10인치는 2인치로 그 이상 크기의 배관직경은 20%로 산정한다.

(3.7) 누출시간은 현실적으로 발생 가능성이 있는 누출시간을 적용하되, 산정근거를 제시한다.

(3.7.1) 누출시간은 산정근거 제시가 어려운 경우 API 581에 따른 산출방법인 KOSHA GUIDE P-107-2020 최악 및 대안의 사고 시나리오 선정에 관한 기술지침 <붙임 6>을 참고하여 산정할 수 있다.

 

<표 1> 대안의 누출사고 시나리오의 누출공 선정기준 예 

 

배관 지름	대안의 누출사고의 누출공 선정 기준
인치	인치	적용근거	참고 기준
2	2	6.3 (2) (가)호 및 배관 지름의 20%	P-110 (A형)
3	2
4	2
5	2
6	2
8	2
10	2
12	2.4
16	3.2
18	3.6
20	4
22	4.4
24	4.8
50	10

 

<붙임 6> 누출시간

 

<표 1> 검출 및 차단시스템의 등급결정 기준 

 

검출시스템 유형	검출 등급	차단시스템 유형	차단 등급
시스템 운전조건의 변화에 따라 물질의  손실(즉, 압력 혹은 흐름 손실)을 검출하기 위하여 특별히 고안된 시스템	A	어떠한 운전자의 개입 없이 공정기기나 검출기로부터 직접 차단하는 시스템	A
압력설비 밖에 물질이 존재하는지를  결정하기 위해 적절히 설치된 검출기	B	누출 영역에서 멀리 떨어져 있는 제어실 또는 기타 적절한 위치에 있는 운전자에 의해서 제어되는 차단 시스템	B
육안검출, 카메라 혹은 검출기	C	수동 운전 밸브에 의한 차단	C

 

<표2> 검출 및 차단 시스템에 기반한 누출시간 

검출 시스템 등급	차단 시스템 등급	누출시간
A	A	1/4인치 누출의 경우엔 20분 1 인치 누출의 경우엔  10분 4 인치 누출의 경우엔 5분
A	B	1/4인치 누출의 경우엔 30분 1 인치 누출의 경우엔  20분 4 인치 누출의 경우엔 10분
A	C	1/4인치 누출의 경우엔 40분 1 인치 누출의 경우엔  30분 4 인치 누출의 경우엔 20분
B	A 또는 B	1/4인치 누출의 경우엔 40분 1 인치 누출의 경우엔  30분 4 인치 누출의 경우엔 20분
B	C	1/4인치 누출의 경우엔 1시간 1 인치 누출의 경우엔  30분 4 인치 누출의 경우엔 20분
C	A, B, 혹은 C	1/4인치 누출의 경우엔 1시간 1 인치 누출의 경우엔  40분 4 인치 누출의 경우엔 20분

3. 정량적 위험성평가(피해예측) 프로그램(e-CA)

 

(1) 중대산업사고예방센터(https://www.kosha.or.kr/epsm/MainPage.do)에 접속하여

사고영향분석(e-CA) 프로그램과 사용설명서를 다운받는다.

 

(2) 사용설명서를 참고하여 해당하는 최악, 대안 사고시나리오를 구동하여 피해예측을 실시한다.

 

(3) 별지 제19호의2서식의 시나리오 및 피해예측 결과에 결과값을 작성한다.

 

참고자료

- 공정안전보고서의 제출·심사·확인 및 이행상태평가 등에 관한 규정

- 중대산업사고예방센터 홈페이지(https://www.kosha.or.kr/epsm/MainPage.do)

KOSHA GUIDE P-107-2020 최악 및 대안의 사고 시나리오 선정에 관한 기술지침

 

 

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