회분식 Node 분할(HAZOP vs. K-PSR)

회분식 공정(Batch Process)에서 HAZOP의 노드(Node)와 K-PSR의 노드는 일치하지 않으며, 나누는 기준과 접근 방식에 명확한 차이가 존재한다. HAZOP의 노드(Node)와 K-PSR의 노드 분할의 차이에 대해 공유하고자 한다.

 

 

 

회분식 Node 분할(HAZOP vs. K-PSR)

HAZOP은 공정 변수의 미세한 변동을 연속적으로 추적하는 반면, K-PSR은 이미 가동 중인 공장의 주요 설비와 위험 형태를 중심으로 재검토하기 때문이다. 두 기법의 노드 분할 차이점과 구체적인 분할 방법은 다음과 같다.

 

 

HAZOP과 K-PSR의 노드(Node) 분할 차이점

구분	HAZOP의 노드 (Node) 분할	K-PSR의 노드 (Node) 분할
핵심 기준	공정 매개변수(Parameter) 및 설계 의도	핵심 설비(Equipment) 및 물리적 구역
분할 특성	동일한 물리·화학적 상태(온도, 압력, 조성)를 유지하는 배관과 설비를 세분화하여 분할한다.	주요 반응기, 증류탑, 저장탱크 등 대단위 설비와 그에 부속된 라인을 하나의 구역으로 묶어서 분할한다.
회분식 공정에서의 특징	시간(Time) 및 운전 단계(Step)에 따라 설계 의도가 계속 변하므로, 하나의 배관·설비라도 단계별로 노드를 다르게 정의하거나 복잡한 매트릭스를 구성해야 한다.	운전 단계의 변화보다는 설비 자체의 건전성과 4대 위험형태(누출, 화재·폭발, 공정 트러블, 상해)에 집중하므로 구조가 상대적으로 단순하다.

 

 

 

회분식 공정에서 K-PSR의 노드(Node) 분할 방법

회분식 공정에서 K-PSR 노드를 나눌 때는 시간적 순서(Step)에 매몰되지 않고, '물질의 흐름'과 '주요 단위 설비(Unit Equipment)'를 기준으로 구역을 크게 통합하여 분할한다. 보편적인 회분식 반응기 공정을 예로 들면 다음과 같이 노드를 구성한다.

• 노드 1 (원료 공급 구역 / Raw Material Supply Node): 원료 저장탱크(Storage Tank)에서부터 반응기 전단 공급 밸브까지의 이송 배관 및 펌프 라인을 하나의 노드로 지정한다.
• 노드 2 (반응기 시스템 구역 / Reactor System Node): 회분식 반응기(Batch Reactor) 본체, 교반기(Agitator), 자켓(Jacket) 냉각/가열 시스템, 그리고 반응기 상부의 응축기(Condenser)까지를 하나의 큰 노드로 묶는다.
• 주의: HAZOP에서는 이 구역을 '원료 투입 단계', '반응 단계', '결정화 단계' 등으로 쪼개어 분석하지만, K-PSR에서는 이 설비 전체를 하나의 노드로 두고 4대 위험형태(예: 반응기 씰 마모로 인한 누출, 이상 발열로 인한 과압 화재·폭발, 교반 정지로 인한 공정 트러블)를 대입하여 검토한다.
• 노드 3 (제품 배출 및 여과 구역 / Discharge and Filtration Node): 반응 종료 후 제품을 하부로 배출하여 원심분리기(Centrifuge)나 여과기(Filter)를 거쳐 임시 저장조로 이송하는 라인 전체를 하나의 노드로 지정한다.

 

 

Summary

따라서 회분식 공정에서 K-PSR을 수행할 때는 기존 HAZOP 보고서의 복잡한 단계별 노드를 그대로 사용하지 않는다. 대신 P&ID(공정배관계장도) 상에서 위험 물질을 대량 취급하거나 사고 발생 가능성이 높은 핵심 단위 설비 및 물리적 구역을 중심으로 노드를 재통합하여 설정한다.