EI 15 점 오염원 위험 거리 표

Energy Institute(EI) 15의 점 오염원 위험 거리 표(Point Source Hazard Distance Tables)를 실무에 적용하기 위한 단계별 가이드라인을 공유하고자 한다.

 

 

 

EI 15 점 오염원 위험 거리 표

Point Source Hazard Distance Tables 또는 카테고리별 위험 거리 도표로서 복잡한 확산 시뮬레이션을 대신하여 표준화된 도표를 통해 위험 범위를 신속하게 결정하는 데 목적이 있다.

 

 

유체 범주 (Fluid Category) 결정

가장 먼저 취급 물질의 물리적 특성(인화점, 비점)에 따라 EI 15에서 정의하는 유체 범주를 분류한다.

• Category A: 상온에서 인화점 미만으로 취급되는 가연성 액체.
• Category B: 상온에서 인화점 근처 또는 이상으로 취급되나 비점 미만인 액체.
• Category C: 운전 온도에서 비점 이상인 인화성 액체 (누출 시 즉시 증발).
• Category G(i): 공기보다 가벼운 가스 (상대밀도 < 0.8).
• Category G(ii): 공기와 밀도가 유사하거나 무거운 가스 (상대밀도 ≥ 0.8).

 

 

누출 속도 (Release Rate, Wg) 산출

위험 거리(d)를 찾기 위해 누출공 크기(Hole size)와 공정 압력을 기반으로 방출 속도 Wg(kg/s)를 계산한다.

1. 가스 누출 (Choked Flow 기준):

• Wg = Cd * A * P * [ (k * ρₐ / Pₐ) * (2 / (k + 1))^((k + 1) / (k - 1)) ]^0.5
• (Cd: 누출 계수, A: 누출 면적, P: 상류 압력, k: 비열비)

2. 액체 누출:

• Wg = Cd * A * [ 2 * ρ * (P - Pₐ) ]^0.5

계산된 Wg 값(kg/s)은 표의 행(Row)을 선택하는 기준이 된다.

 

 

위험 거리 표 (Hazard Distance Table) 적용 단계

EI 15 본문의 Table 15.3 (Hazard Distances for Level 1 Assessment) 또는 Annex C의 세부 도표를 사용하여 다음 절차를 수행한다.

1. 적절한 표 선택: 해당 설비가 위치한 환경(Open area, Sheltered, Indoor)에 맞는 표를 선택한다.
2. Wg 매칭: 산출된 Wg 값보다 크거나 같은 가장 가까운 수치를 표의 첫 번째 열에서 찾는다.
3. 유체 범주 교차: 앞서 결정한 Fluid Category(예: Category C)와 Wg가 만나는 지점의 수치를 읽는다.
4. 풍속 보정: 표에서 제시하는 기본 풍속(통상 0.5 m/s)과 실제 환경이 다를 경우 보정 계수를 적용한다. (실내의 경우 앞서 언급한 최저 풍속 0.05 m/s 기준 적용 검토)

 

 

위험 거리 도출 결과 예시 (Simplified Table Structure)

아래는 이해를 돕기 위한 전형적인 데이터 구조 예시이다. (실제 수치는 EI 15 최신판 도표를 반드시 참조해야 한다.)

Wg (kg/s)	Cat. A (m)	Cat. B (m)	Cat. C (m)	Cat. G(ii) (m)
10⁻³	< 1	1	2	2
0.01	1	2	4	5
0.1	2	5	10	12
1.0	5	12	25	30

 

 

 

실무 적용 시 기술적 유의사항

• 포화 증기압 고려: Category C 유체의 경우, 누출 시 플래시 증발(Flash evaporation) 비율을 고려하여 Wg를 보정해야 한다.
• 고압 조건 (High Pressure): 압력이 100 bar(10⁷ Pa)를 초과하는 초고압 공정은 EI 15의 간략식 범위를 벗어날 수 있으므로 전문 모델링(PHAST 등) 병행을 권고한다.
• 장애물 영향: 계산된 위험 거리 d 내에 벽체나 장애물이 있을 경우, 가스 흐름의 편향(Deflection)을 고려하여 위험 장소 범위를 재설정한다.

 

참고 문헌 (References):

Energy Institute (EI) Model Code of Safe Practice Part 15, 4th Edition.

API RP 505 (Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities).

KOSHA Guide P-135-2023 (인화성 물질의 누출량 산정 및 폭발위험장소의 범위 설정에 관한 기술지침).