외부화재(액체 취급 용기)에 대한 소요 배출량 계산 사례

화학 설비 및 그 부속설비에는 여러 원인에 의해 과압이 발생할 수 있다.  

과압 발생 원인에 따라 소요 배출량이 계산되고 그중에 가장 큰 것이 배출 용량에 해당된다.

여러 과압발생 원인 중 외부 화재에 대한 소요 분출량이 배출용량이 될 가능성이 가장 커서 그것에 대한 계산 사례를 공유하고자 한다.

 

 

외부화재(액체 취급 용기)에 대한 소요 배출량 계산 사례

 

1. 대상 설비

 

  ● 보호기기 : 반응기 (RX-106)

  ● CAPA : 10 (㎥)

      - Dimension(DxH) : 2300x2400 (㎜)

  ● 경판 Type : 10% DISHED TYPE

      - 경판 넓이 = 2*1.14*(O.D^2)

 

2. 대상 물질(용제)

 

  ▶ TOL(톨루엔) 으로 가정

 

 

3. 소요 분출량 계산

 

(1) 소요분출용량 계산을 위한 시나리오 선정

- 일반 운전조건에서 반응기 내의 압력상승 요인은 미미할 것으로 판단

- 반응 시 발열반응으로 그 반응열이 발생은 하나 미미함(열매로 승온)

 

(2) 취급하는 유체에 액체가 포함되어 있고 적절한 배유설비 또는 적절한 소화설비가 없는 경우

 

기 포스팅한 다음 링크 자료 참조

https://sec-9070.tistory.com/233

안전밸브 등의 배출용량 산정 기준

 

W=Q/λ

Q=61,000F(Aw^0.82) (적절한 배유설비 또는 적절한 소화설비가 없는 경우)

 

여기서,

W:소요분출량(kg/h)

Q:총입열량(kcal/h)

λ:증발잠열(kcal/kg)

Aw:내부 액체에 접촉하고 있는 용기 등 면적(㎡)

F:보온재 상수(보온재 전열계수=4.9 kcal/hr․㎡․℃ 일 경우, F=0.075)

                      

(3) 계산

● 경판 넓이(10% DISHED TYPE) : 2*1.14*(2.3)^2 = 12.06 ㎡

● 옆면 넓이 : 3.14*2.3*2.4 = 17.33 ㎡

● Aw : 12.06+17.33 = 29.39 ㎡

● Actual Aw (반응기 내부의 80%가 찬 경우로 가정) : 0.8*29.39 = 23.51 ㎡

 

■ Q : 61,000*0.075*23.51^0.82 = 60,928 kcal/h

● λ : 98 kcal/kg

 

■ W : 60,928/98 = 622 kg/h

 

4. 검토 내용

 

공정 내에서 외부화재로 인한 소용 배출량은 622 kg/h로 다른 과압 원인에 따른 각각의 소요 배출량을 계산하여 가장 수치가 큰 것을 배출용량으로 하여 안전밸브 설계 등에 반영하면 됨