저압 연료 가스 정의

IEC 60079-10-1:2020 5.3.2항은 연료 가스 설비(Fuel gas installations)에 대한 폭발위험지역 구분 제외 기준 또는 완화 기준을 설명하고 있다. 특히 상업용 및 산업용 조리, 온수 가열 등 저압 연료 가스(200 kPa (gauge) 미만)를 사용하는 경우의 가이드라인을 다음과 같이 정리한다.

 

 

 

저압 연료 가스 정의

저압 연료 가스 설비의 적용 범위 (Scope of Low Pressure Fuel Gas)

상업적(Commercial) 또는 산업적(Industrial) 용도로 사용되는 설비 중 다음과 같은 특정 용도에 한해 지역 구분 규정을 간소화한다.

• 주요 용도: 조리용(Cooking), 온수 가열용(Water heating) 및 이와 유사한 저압 연소 기구.
• 압력 기준: 일반적으로 게이지 압력(P_g) 기준 200 kPa 미만을 저압(Low pressure)으로 정의한다.P_g < 200 kPa (gauge)

 

 

단위 환산 결과 (Unit Conversion Results)

200 kPa (gauge)를 주요 공학 단위로 환산한 결과는 다음과 같다.

압력 단위 (Pressure Unit)	환산 값 (Converted Value)	비고 (Remarks)
bar	2.0	1 bar = 100 kPa
kgf/cm²	2.0394	공학 기압 (at)
psi (lbf/in²)	29.0075	파운드법 단위
mmH₂O	20394.3	수주 미터 (수두)
atm	1.9738	표준 대기압 대비 배수

 

 

폭발위험지역 구분 시 고려사항 (Considerations for HAC)

폭발위험지역 구분(Hazardous Area Classification) 시, 200 kPa (gauge)의 운전 압력은 다음과 같은 기술적 의미를 갖는다.

• 누출 속도(Release Rate)의 결정: 누출공(Release Hole)을 통한 인화성 물질의 누출 속도(W_g)는 용기 내부 압력(P_p)과 대기압(Pₐ)의 차이에 비례하여 증가한다.
• 압력 등급(Pressure Tier): API RP 505 또는 IEC 60079-10-1 기준에 따라, 200 kPa은 저압 시설보다는 높고 고압 공정보다는 낮은 중압 수준의 누출원으로 분류되는 경우가 많다.
• 음속 흐름(Choked Flow) 여부: 기체 누출 시 내부 압력이 대기압의 약 2배(상태에 따라 차이가 있으나 보통 190~200 kPa absolute 이상)를 초과하면 누출구에서 음속 흐름이 발생하여 확산 범위가 넓어진다.

 

 

위험지역 구분 결과 (Classification Outcomes)

해당 조건에서 관련 가스 법규(Local gas codes)를 준수할 경우, 폭발위험지역은 다음과 같이 결정되는 경향이 있다.

• 비위험지역 (Non-hazardous): 적절한 환기 및 설계 기준을 만족할 경우 위험지역으로 구분하지 않는다.
• 무시할 수 있는 범위의 구역 (Zone of Negligible Extent): 누출 시 확산 범위가 매우 작아 실질적인 위험을 초래하지 않는 구역(Vz)으로 간주한다.

 

 

기술적 검토 및 주의사항 (Technical Considerations)

보고서 작성 및 설계 시 다음 사항을 고려하여 객관성을 유지한다.

• 국내외 법규 준수: 해당 설비는 IEC 60079-10-1의 일반적인 계산식보다 우선하여 지역 가스 법규(Local gas codes) 또는 KOSHA Guide(도시가스 사용 시설 관련 지침 등)를 적용한다.
• 부속서 참조: 상세한 코드 예시는 해당 표준의 부속서 K(Annex K)를 참조하여 적절한 참조 문헌을 확정한다.
• 환기 조건: 위험지역 제외를 위해서는 기구 주변의 적절한 환기가 전제되어야 하며, 밀폐된 공간에서의 대량 누출 가능성은 별도로 검토한다.

 

위의 기준에 따라 200 kPa 미만의 저압 도시가스(LNG)를 사용하는 조리실 등은 일반적인 폭발위험지역 구분 대상에서 제외하거나 최소 범위로 설정한다.