긴급차단밸브 설치

운전조건의 이상, 주위의 화재 또는 위험물질 등의 누출로 인한 2차적인 재해를 예방하기 위하여 위험물질 및 관리대상 유해물질의 흐름을 차단할 수 있는 긴급차단밸브 설치에 관하여 공유하고자 한다.

 

 

 

긴급차단밸브 설치

관련 법규

산업안전보건기준에 관한 규칙 제275조(긴급차단장치의 설치 등) 

① 사업주는 특수화학설비를 설치하는 경우에는 이상 상태의 발생에 따른 폭발ㆍ화재 또는 위험물의 누출을 방지하기 위하여 원재료 공급의 긴급차단, 제품 등의 방출, 불활성가스의 주입이나 냉각용수 등의 공급을 위하여 필요한 장치 등을 설치하여야 한다.

② 제1항의 장치 등은 안전하고 정확하게 조작할 수 있도록 보수ㆍ유지되어야 한다.

 

산업안전보건기준에 관한 규칙 제435조(긴급 차단장치의 설치 등) 

① 사업주는 관리대상 유해물질 취급설비 중 발열반응 등 이상화학반응에 의하여 관리대상 유해물질이 샐 우려가 있는 설비에 대하여 원재료의 공급을 막거나 불활성가스와 냉각용수 등을 공급하기 위한 장치를 설치하는 등 필요한 조치를 하여야 한다.

② 사업주는 제1항에 따른 장치에 설치한 밸브나 콕을 정상적인 기능을 발휘할 수 있는 상태로 유지하여야 하며, 관계 근로자가 이를 안전하고 정확하게 조작할 수 있도록 색깔로 구분하는 등 필요한 조치를 하여야 한다.

③ 사업주는 관리대상 유해물질을 내보내기 위한 장치는 밀폐식 구조로 하거나 내보내지는 관리대상 유해물질을 안전하게 처리할 수 있는 구조로 하여야 한다.

 

 

긴급차단밸브 개요

“긴급차단밸브(ESV, emergency shutoff valve)”란 배관상에 설치되어 주위의 화재 또는 배관에서 위험물질 누출 시 원격조작스위치를 누르면 공기 또는 전기 등의 구동원에 의하여 유체의 흐름을 원격으로 차단할 수 있는 밸브를 말한다.

- 긴급차단밸브는 반응조 등에 있어서 이상 사태의 발생에 의한 폭발 또는 화재를 방지하기 위해 당해 설비 등에 대한 원재료의 공급을 긴급 차단하는 것으로 확실한 작동과 함께 작동시간이 중요하다.

- 밸브 자체는 볼 밸브, 버터플라이 밸브 등이 많이 사용되며 작동방식은 공기압식, 유압식 및 전기식이다.

- 차단밸브는 자동제어로 작동하는 시스템이 일반적이지만, 스위치를 통해 수동으로 개폐하는 것도 가능하다.

- 긴급차단밸브 작동 동력인 공기압, 유압, 전기 등이 차단된 경우 닫히는 방식(Fail Close)을 채택하여야 한다.

* AOV(Air  Motor Operated Valve , 공기모터식 밸브), MOV (Motor Operated Valve, 전기식 밸브)

 

AOV(Air  Motor Operated Valve , 공기모터식 밸브)	MOV (Motor Operated Valve, 전기식 밸브)

<그림 1> 긴급차단밸브 작동 동력

 

 

<그림 2> 공기압식 긴급차단밸브 상세도

 

 

긴급차단밸브 설치대상

긴급차단밸브를 설치하여야 할 대상은 다음과 같다.

(1) 다음 각 목의 저장탱크 인입 및 출구배관. 다만, 인입배관에 역지밸브(check valve) 등과 같이 역류방지를 위한 조치를 하였을 경우에는 그러하지 아니하다.

- 인화성가스를 액체상태로 저장하는 설계용량 5 ㎥ 이상의 저장탱크

- 급성독성물질 중 1기압, 35 ℃에서 기체로 존재하는 물질을 액체상태로 저장하는 설계용량 5 ㎥ 이상의 저장탱크

- 인화성액체 중 인화점이 30 ℃ 미만인 물질을 저장하거나 사용하는 것으로 사방이 벽으로 둘러쌓여 있는 건축물내에 설치되는 설계용량 10 ㎥ 이상의 저장탱크 및 용기

(2) 다음 각 목의 탑류의 하부의 출구배관. 다만, 최대운전액면보다 높은 곳에 설치된 배관 또는 비상 시에 그 배관이 차단되어서는 안 되는 특수한 경우는 예외로 한다.

- 인화성가스의 액체 정체량이 10 ㎥ 이상인 탑류

- 비점(1 기압하) 이상에서 운전되는 급성독성물질의 액체 정체량이 10 ㎥ 이상인 탑류

- 비점(1 기압하) 이상에서 운전되는 인화성물질의 액체 정체량이 30 ㎥ 이상인 탑류

 

 

(3) 다음 각 목의 용기(탑류 및 저장탱크류 제외) 하부의 출구배관. 다만, 최대운전액면 보다 높은 곳에 설치된 배관 또는 비상 시에 그 배관이 차단되어서는 안 되는 특수한 경우는 예외로 한다.

- 인화성가스의 액체 정체량이 10 ㎥ 이상인 용기

- 비점(1 기압하) 이상에서 운전되는 급성독성물질의 액체 정체량이 10 ㎥ 이상인 용기

- 비점(1 기압하) 이상에서 운전되는 인화성액체의 액체 정체량이 30 ㎥ 이상인 용기

(4) 연속으로 운전되는 발열반응기. 다만 회분식 반응기 중에서 반응에 관계되는 하나의 원료라도 한 배치(batch) 동안 연속적으로 투입되는 경우는 해당된다.

(5) 가열로(heater)의 원료공급 배관 및 연료공급배관. 원료공급 배관의 파손에 의한 화재 등의 위험성이 작거나 긴급차단밸브를 설치하는 것이 다른 위험을 일으킬 우려가 있을 때에는 원료공급 배관에 긴급차단밸브를 설치하지 아니할 수 있다.

(6) 보일러, 소각로 등의 연소설비의 연료공급 배관.

(7) 호스 또는 하역설비 등을 이용하여 기차, 선박, 탱크로리 등에 가연성가스, 또는 가스상의 급성독성물질을 하역하는 배관 및 균압(equalizing) 배관. 다만, 균압배관에 역지밸브(check valve) 등과 같이 역류방지를 위한 조치를 하였을 경우에는 그러하지 아니하다.

(8) 호스 또는 하역설비 등을 이용하여 기차, 선박, 탱크로리 등에 인화성액체, 액상의 유기화합물 또는 가스상 이외의 급성독성물질을 하역하는 배관.

 

 

긴급차단밸브 설치위치

(1) 저장탱크, 탑류 및 용기(이하 “용기 등”이라 한다)의 배관에 설치되는 긴급차단밸브는 가능한 한 <그림 3> 같이 용기 등에 가깝게 설치하여야 한다.

<그림 3> 용기 등의 배관에 설치하는 긴급차단밸브

 

 

(2) 발열반응기의 원료공급배관에 설치되는 긴급차단밸브는 <그림 4>와 같이 가능한 한 반응기에 가깝게 설치하여야 하고, 가능한 한 자동긴급차단밸브를 설치하여야 한다. 여러 종류의 원료가 공급될 경우 반응에 직접적인 영향을 미치는 원료의 공급배관에만 긴급차단밸브를 설치할 수 있다

<그림 4> 용기 등의 배관에 설치하는 긴급차단밸브

 

 

(3) 가열로의 원료공급배관 및 연료공급배관에 설치되는 긴급차단밸브는 <그림 5>과 같이 가능한 한 가열로에 가깝게 설치하여야 한다. 또한 원료공급배관에는 역류의 위험성을 검토하여 가열로 출구측 배관에 역지밸브 또는 긴급차단밸브를 설치하여야 한다. 만약 가열로 출구측 배관에 긴급차단밸브를 설치할 경우에는 밸브 차단에 의한 안전밸브 설치를 검토하여야 한다.

<그림 5> 가열로의 원료공급배관 및 연료공급배관에 설치하는 긴급차단밸브

 

(4) 보일러, 소각로 등의 연소설비의 연료공급배관에 설치되는 긴급차단밸브는 <그림 5>의 가열로의 연료공급배관과 같이 가능한 한 해당설비에 가깝게 설치하여야 한다.

 

 

(5) 기차, 선박, 탱크로리 등의 하역용 배관에 설치되는 긴급차단밸브는 <그림 6>와 같이 가능한 한 하역용 호스 또는 하역설비(로딩 암 등)에 가깝게 설치하여야 한다. 다만 인화성가스 및 가스상 급성독성물질의 하역 시에 사용하는 균압(equalizing) 배관의 경우도 하역용 호스 또는 하역설비에 가깝게 설치하여야 한다.

<그림 6> 하역용 배관에 설치하는 긴급차단밸브

 

 

(6) 긴급차단밸브 조작용 원격조작스위치는 조정실(control room)에 설치하거나 또는 운전자가 안전하고 쉽게 조작할 수 있도록 아래와 같은 사항이 모두 만족되도록 설치되어야 한다.

① 누설 위험원에서 수평방향으로 15 m 이상 떨어진 지점에 설치되어야 한다.

② 긴급차단밸브에서 수평방향으로 7.5 m(25 ft) 이상이고 30 m(100 ft) 이내에 있어야 한다.

③ 가능한 한 지면에서 조작가능한 위치에 설치되어야 한다. 플랫품 위에 설치할 경우는 지면에서 높이 6m 이하까지만 허용되며 접근가능한 안전한 통행설비가 설치되어야 한다. 접근가능한 한 통행설비는 계단을 말하며, 사다리는 권장되지 않는다.

④ 가열로, 보일러 등의 연소설비의 연료배관에 설치하는 경우에는 긴급 소화용 수증기(emergency snuffing steam) 공급밸브 근처에 설치하는 것이 좋다.

⑤ 조작스위치는 명백하게 식별할 수 있도록 표시되어야 한다.

 

 

긴급차단밸브 시험 및 점검

(1) 긴급차단밸브는 연 1회 이상 주기적인 작동시험을 하여야 한다. 다만, 연속으로 운전되는 설비 중 운전 중 시험이 곤란한 경우에는 회로시험 등을 통해 수행할 수 있다.

(2) 공장의 가동 정지(연차보수) 시에는 긴급차단밸브에 대하여 정밀 시험 및 점검을 실시하여야 한다.

(3) 긴급차단밸브는 반기 1회 이상 주기적인 점검을 하여야 한다.

 

Reference : KOSHA GUIDE D - 11 - 2012 긴급차단밸브의 설치에 관한 기술지침