누출 피해 완화 대책(Release Mitigation)

화학 공장에서 발생하는 대부분의 사고는 독성, 인화성 또는 폭발성 물질의 누출되어 발생하는 경우가 많다. 따라서 누출모델링을 통하여 만약의 사고에 대비해야 한다.

 

 

 

누출 피해 완화 대책(Release Mitigation)

피해예측(사고결과)분석(Consequence Analysis) 절차

화학 공장에서 발생하는 대부분의 사고는 독성, 인화성, 폭발성 물질의 유출로 이어진다. 이러한 화재 · 폭발 · 누출과 같은 사고가 발생했을 때 인명이나 재산상의 손실 또는 업무중단으로 인한 손실 비용 등에 영향을 주는 원치않는 결과를 분석, 추산하는 위험성 평가 기법(Consequence Analysis)이 필요하다. 이는 사고의 종류와 형태, 사고 시의 환경조건, 비상 시를 대비한 손실감소 대책 등이 어떠하냐에 따라 아주 크게 달라진다.

 

디음 그림은 피해예측 분석 절차이다.

 

<그림 1> Consequence analysis procedure

 

사고는 일반적으로 공정에서 물질의 봉쇄가 손실되는 사고로 시작된다. 이 물질에는 독성 및 에너지 함량 등 위험한 특성이 있을 수 있다. 일반적인 사고에는 파이프라인의 파열 또는 파손, 탱크 또는 파이프의 구멍, 폭주 반응, 용기 외부의 화재 등이 있다. 사고가 파악되면 공정에서 물질이 어떻게 배출되는지 설명하기 위해 누출 모델을 선택한다. 

그 이후 화재·폭발, 독성의 영향을 예측하기 위해서는 누출모델과 확산모델을 고려한 유해물질의 누출 시나리오가 선정되고, 그 시나리오별 영향 모델을 통하여 영향 범위내 손실을 평가한다. 

 

Consequence Analysis 수행 방법 및 누출(release) mechanism에 대한 세부 내용은 기 포스팅한 다음 링크 자료 참조

https://sec-9070.tistory.com/1412

누출(release) mechanism

 

 

그리고 궁극적으로 사고의 종류와 형태, 사고 시의 환경조건, 비상 시를 대비한 손실감소 대책 등을 강구하는 것이 이의 목적이라 할 수 있다.

 

 

누출 피해 완화 대책(Release Mitigation)

독성 누출 모델(toxic release model)의 목적은 누출 완화(release mitigation)를 수행하기 위한 도구를 제공하는 것으로,  누출 완화 절차는 상기 그림 1에 표시된 피해예측분석 절차의 일부이다.

 

누출 피해 완화는 "다음의 방식으로 (누출 지점에서) 누출원에 조치를 취함으로써 누출 사고의 위험을 줄이는 것"으로 정의된다.

(1) 유해 증기 구름을 생성할 수 있는 사건의 가능성을 줄이는 예방적 방식 또는

(2) 누출의 규모 및/또는 지역 사람이나 재산의 노출을 줄이는 보호적 방식 

 

위험은 결과와 확률로 구성된다(Risk = consequence X probability).

따라서 누출의 결과에 대한 추정치는 전체 위험 평가의 절반만 제공한다. 특정 누출 사고가 큰 피해 결과를 초래할 수 있으며, 그 결과를 줄이기 위해 광범위한 피해(누출) 완화 노력을 기울여야 한다. 그러나 그 확률이 낮다면 이러한 노력이 필요하지 않을 수도 있다. 즉, 위험성을 평가하려면 결과와 확률을 모두 포함해야 한다.

 

 

누출사고를 방지하기 위한 가장 좋은 방법은 무엇보다도 누출을 야기시키는 사고를 예방하는 것이지만 엔지니어들은 만약의 사고에 대비하여야 한다.

누출 피해 감소 대책으로 (1) 가능한한 빨리 누출을 감지하고 (2) 가능한한 빨리 누출을 정지시키며 (3) 주변에 미치는 영향을 감소시킬 수 있는 완화절차를 마련하는 것이 포함된다.

누출되는 물질이 가스(증기) 상태라면 그로 인해 발생되는 구름은 거의 통제하기 어렵게 된다. 따라서 발생된 증기운의 양을 감소시킬 수 있는 비상조치계획이 수립되어야 한다.

 

누출의 피해을 완화하기 위한 여러 가지 조치는 다음 표에 나와 있다.

 

<표 1> 누출 피해 완화 조치 예

구분(Major area)	예
근원적 대책 (Inherent safety)	재고량 감소(Inventory reduction) 화학물질 대체(Chemical substitution) 공정조건 완화(Process attentuation)
공학적 대책 (Engineering design)	공장 물리적 무결성: 더 나은 seals 또는 건축 자재 사용 공정 무결성: 적절한 운전 조건 및 원료 순도 보장 비상 제어를 위한 공정 설계 기능 : 비상 방출 시스템(Emergency relief systems) 유출 봉쇄(Spill containment): 다이크 및 유출 용기
경영 (Management)	운전 원칙 및 절차 수립Operating policies and procedures 증기 누출 예방 및 조정(vapor release prevention and control)에 대한 교육 감사 및 검사(Audits and inspections) 장치 시험(Equipment testing) 정비 프로그램(Maintenance program) 새로운 유해위험요인 예방을 위한 변경관리 경영 보안(Security)
조기 감지 및 경고 (Early vapor detection and warning)	센서에 의한 감지(Detection by sensors) 인간을 통한 감지(Detection by personnel)
대책 (Countermeasures)	물 분무(Water sprays) 물 차단막(Water curtains) 스팀 차단막(Steam curtains) 공기 차단막(Air curtains) 고의적인 폭발성 증기운 점화(Deliberate ignition of explosive cloud) 희석(Dilution) 폼(Foams)
비상조치 (Emergency response)	작업장내 통신체계(On-site communications ) 긴급차단설비 및 절차(Emergency shutdown equipment and procedures) 대피(Site evacuation) 피난(Safe havens) 개인보호구(Personal protective equipment) 치료(Medical treatment) 현장 비상 계획, 절차, 교육 및 훈련

 

 

Reference : Daniel A. Crowl & Joseph F. Louvar, Chemical Process Safety Fundamentals with Applications Fourth Edition