진공(Vacuum) HAZOP

위험 및 운전성 검토(HAZOP; Hazard and Operability Study)에서 진공(Vacuum) 이탈을 압력 높음(Pressure High)으로 간주하여 분석하는 이유는 설계 압력(Design Pressure) 관점에서 대기압보다 낮은 상태가 깨지는 현상이 시스템에 가해지는 물리적 부하로 작용하기 때문이다.

 

 

 

진공(Vacuum) HAZOP

진공 펌프(Vacuum Pump) HAZOP 사례를 통하여 진공(Vacuum)의 위험성을 분석하고자 한다.

 

 

진공 펌프(Vacuum Pump) HAZOP 분석

다음은 진공 펌프(Vacuum Pump)의 워크시트(HAZOP Work Sheet) 사례이다.

• 공정 지점(Node): 진공 펌프 및 전단 응축기/반응기 연결 배관
• 설계 의도(Design Intent): 시스템 내 압력을 목표 진공도(예: 100 mmHgA) 이하로 유지

가이드 워드 (Guide Word)	공정 변수 (Parameter)	이탈 (Deviation)	원인 (Causes)	결과 (Consequences)	안전장치 (Safeguards)
More (High)	Pressure (압력)	진공 파괴 (High Pressure)	1. 펌프 모터 전원 소실 (Utility Failure) 2. 펌프 임펠러 파손 또는 고착 3. 밀봉액(Sealing Liquid) 공급 중단 4. 흡입측 필터(Suction Filter) 폐쇄 5. 시스템 누설(Leakage) 발생	1. 반응 속도 저하 또는 중단 2. 비점(Boiling Point) 상승에 따른 과열 3. 공기 유입 시 폭발성 혼합기 형성 4. 공정 물질의 대기 배출 위험	1. 압력 고경보(PHA) 2. 예비 펌프(Stand-by Pump) 자동 기동 3. 진공 파괴 방지 체크 밸브(Non-return Valve) 4. 불활성 가스(N₂ 등) 퍼지 시스템
Less (Low)	Flow (유량)	유량 없음 (No Flow)	1. 흡입측 차단 밸브 오조작(닫힘) 2. 공정 배관 내 응축물 정체(Slugging)* 3. 흡입측 유연성 이음관(Flexible Joint) 파손	1. 진공도 유지 불가 2. 펌프 공동현상(Cavitation)에 따른 손상 3. 공정 처리 시간 지연	1. 유량 저경보(FLA) 2. 펌프 흡입측 압력계(PI) 3. 펌프 보호용 연동(Interlock) 장치
As Well As	Phase (성상)	다상 흐름 (Two Phase)	1. 전단 응축기(Condenser) 효율 저하로 인한 다량의 증기 유입	1. 펌프 부하 증가 및 기계적 파손 2. 밀봉액 오염 및 성능 저하	1. 응축기 냉각수 온도 고경보(THA) 2. 기액 분리 드럼(Knock-out Drum) 설치 및 액위계(LG)

 

* 공정 배관 내 응축물 정체(Slugging)에 대해서는 다음 포스팅 자료 참조

https://sec-9070.tistory.com/1719

응축물 정체(Slugging) 정의

 

 

주요 항목 상세 설명

• 원인(Causes): 진공 펌프 자체의 기계적 결함뿐만 아니라 밀봉액(Sealing Liquid)의 공급 중단이나 온도 상승은 진공 형성 능력을 상실시키는 주요 원인이 된다.
• 결과(Consequences): 진공 시스템에서 가장 위험한 시나리오는 대기압 유입에 의한 산소 혼합이다. 가연성 물질을 취급할 경우 폭발 범위(Explosive Limit) 내에 진입할 수 있어 주의가 필요하다.
• 안전장치(Safeguards): 압력 고경보(PHA)와 함께 기계적 역류를 방지하는 체크 밸브의 무결성이 중요하다.