Boiler Safety(보일러 안전)

 

보일러시 및 보일러 자체에 대한 유해위험요인과 사고예방대책에 대해 공유하고자 한다.

 

 

Boiler Safety(보일러 안전)

보일러 관련 유해위험요인

보일러실에 존재하는 유해위험요인으로는 다음과 같다.

- 폭발 위험성(Risk Of Explosion) 
- 고압증기(High Pressure Steam)
- 연소 가스(Combustion Gases)
- 화학물질(Chemicals)
- 기계의 움직임(Moving Machinery)
- 뜨거운 표면(Hot Surfaces)

또한 보일러 자체에 존재하는 치명적인 위험에는 네 가지 주요 범주가 있다.
1. 녹아내림(Melt down)
이는 보일러가 매우 낮은 수위 조건에서 작동할 경우 가열 표면 금속이 융점에 도달하여, 그 자체로 폭발을 일으키지는 않지만 보일러에 큰 손상을 입히고 폭발로 이어질 수 있는 위험한 상황을 만들 수 있다.
2. 열충격(Thermal Shock)
이것은 저 수위의 물로 인하여 가열 표면 금속이 과열되게 한 다음 차가운 물이 추가될 경우, 물이 1600배 부피가 팽창하는 증기로 변하고 증기가 팽창할 공간이 충분하지 않기 때문에 폭발을 일으킬 수 있다.
3. 연소 폭발(Combustion explosions)
이는 가연성 가스가 축적되어 폭발범위에 도달된 상태에서 점화원을 만나면 보일러 내부 또는 외부에서 화재·폭발이 발생할 수 있다. 따라서 이를 위한 많은 안전 장치가 필요하다.
4. 증기 압력(Steam Pressure)
용기의 설계 압력을 초과하는 과도한 증기 축적되어 폴발을 일으킬 수 있다. 이를 방지하기 위한 안전장치도 있다.

 

 

Boiler 안전 대책

따라서 다음과 같은 안전 대책을 실시하여 사고를 예방하여야 한다.

 

1. Boiler 실 로그(Log) 기록

 

2. 적절한 수위 (Normal Operating Water Level) 점검

- gauge glass

- gauge glass가 기능을 발휘하지 못 할 경우를 대비한 Try cocks* 설치

- Water Column 및 Gauge Glass Blowdown  

* Try cocks are valves located on the water column used to determine the boiler water level if the gauge glass is not functional.

 

 

 

3. 안전밸브 설치 및 Test

 

4. Burner Control System 및 Flame Scanner Test

버너를 모니터링하고 보일러에서 화염이 감지되지 않으면 연료 공급을 차단하는 화염 보호 시스템이 있다. 다양한 유형이 있으며 주기적으로 테스트해야 한다.

 

 

5. 수처리(Water Treatment)

부식(Corrosion)은 보일러 금속을 얇게하여 금속에 구멍(pitting)을 만들고 channeling을 일으켜 튜브, 배관 및 기타 보일러 구성 요소를 약화시킨다. 부식은 주로 보일러에 사용되는 물의 산소에 의해 발생한다. 따라서 급수를 위해서는 가열 및/또는 화학 처리를 통해 산소를 제거하여야 한다. 즉, 급수를 가열하면 산소와 이산화탄소가 제거되고, 화학 처리에는 산소 제거제 물질*의 추가가 필요하다. 아황산나트륨(sodium sulfite)은 일반적으로 보일러 물을 처리하는 데 사용되는 산소 제거제이다. 아황산나트륨은 산소와 결합하여 황산나트륨(sodium sulfate)을 형성하고 보일러 바닥에 축적된다. 그런 다음 황산나트륨은 하단 블로우다운 밸브를 통해 보일러에서 배출된다.

* 산소 제거제 물질(oxygen scavenger chemical)은 산소와 결합하여 무해한 화합물을 형성하여 보일러에서 제거하기 위한 화학 물질이다. 

 

 

7. 프라이밍 및 캐리오버 방지

보일러의 수위가 높으면 프라이밍(priming)* 및 캐리오버(carryover)** 현상이 발생하여 증기가 제 역할을 할 수 없다.

그러나 이 두 현상은 보일러 물의 고농축 화학물질, 높은 표면 장력(예: 오일)을 유발하는 보일러 물의 불순물, 및/또는 주(main) 증기 차단 밸브를 너무 빨리 여는 경우에도 발생할 수 있다.

* 프라이밍(priming)은 보일러 물의 큰 슬러그(slug)가 증기 라인으로 운반될 때 발생하는 상태

** 캐리오버(carryover)는 보일러 물의 작은 입자가 증기 라인으로 운반될 때 발생하는 상태

이 두 가지 조건은 모두 보일러의 높은 수위로 인해 발생할 수 있습니다. 프라이밍 및 캐리오버는

 

8. 수격(water hammer) 방지를 위한 valve 조작

하부 blowdown 및 steam valve 조작시 조작 순서 및 열리는 속도에 유의하여 설비의 마모 및 수격 방지를 하여야 한다.

 

 

9. 유지보수 및 검사 철저

유지보수 및 검사 등을 위해서는 적절한 허가 및 잠금 태그아웃 절차를 따라야 한다.

- 덮개 제거하기 전에 보일러 환기 밸브를 열어 보일러가 진공 상태가 아닌지 확인해야 한다.(따라서 진공 상태인지 확인하는 데 사용되는 compound gauge를 사용)

- 또한 보일러 dump out 시 슬러지와 침전물이 가열 표면에서 자연 건조되어 청소하기가 매우 어렵기 때문에 즉시 세척(flushing)하여야 한다. 

 

10. Pump 점검

펌프는 정상 작동 중에 유지보수가 거의 필요하지 않기 때문에 정기적으로 적절한 베어링 온도를 확인 및 비정상적인 진동이 있는지 등을 점검해야 한다.

그리고 유지보수 시 베어링의 마모와 윤활유 교체 또는 추가를 점검해야 하고, 플렉시블 커플링을 열어 마모 및 정렬 상태도 확인해야 한다. 또한, 커플링은 철저히 세척하고 새 윤활제로 재조립, 펌프 씰도 검사하고 필요한 경우 교체해야 한다. 

 

11. Steam trap 확인

증기 결합 급수 펌프는 공기나 증기가 유입되면 고장이 날 수 있어 이와 연결하여 스팀 트랩이 제대로 작동하는지 확인해야 한다.
따라서 아래 그림과 같이 휴대용 열 온도 장치 등으로 응축수 회수 라인의 스팀 트랩도 제대로 작동하는지 테스트를 한다.

12. 개인보호구 착용

개인보호구는 날아다니는 입자, 용융 금속, 액체 및 기체 화학 물질, 가스, 복사 에너지 또는 이들의 조합으로 인해 눈이나 얼굴에 부상을 입히는 것으로 부터 눈 보호 등을 위해 필요하다.

- 게이지 유리를 교체할 때 보안경을 착용한다.

- 급수 화학 물질로 작업할 때 안면 가리개를 착용한다.

* 눈 보호는 OSHA 29 CFR 1910.133 (Eye and Face Protection)를 준수, 눈 보호 표준은 ANSI Z87.1-1989(Practice for Occupational and Educational Eye and Face Protection)에 명시

 

 

13. 화재 안전 계획(Fire Safety Plan)

화재 안전 계획에는 시설의 각 구역에 대한 화재 경보기, 소화기, 주 전기 차단기, 화재 본관 및 출구의 위치가 포함되어야한다.
화재 발생 시 보일러 작업자는 부상과 피해를 최소화하기 위해 신속하게 조치를 취해야 하기 때문에, 모든 시설에는 화재 안전 계획이 있어야 한다. 화재 안전 계획은 화재가 발생할 경우 따라야 하는 절차를 설정하고, 화재경보기, 소화기, 주 전기차단기, 화재본관 및 비상구 위치는 시설의 각 구역을 표시하고, 직원은 관련 교육을 받아야 한다. 

 

14. Chemical Safety

위험 물질이 포함된 용기는 라벨을 붙이거나 태그를 지정하거나 표시해야 한다.

 

미국에서는 위험 물질이 들어 있는 용기는 OSHA 29 CFR 1910.1200(f) (Labels and Other Forms of Warning)에 따라 위험 물질의 식별 및 적절한 위험 경고로 레이블을 지정하거나 태그를 지정하거나 표시하고 있다. 

NFPA 위험 신호 시스템은 정보를 한눈에 제공하는 데 사용할 수 있다. NFPA 위험 신호 시스템은 4색 다이아몬드 모양의 표지판을 사용하여 위험 물질에 대한 기본 정보를 표시한다. 색상과 숫자는 잠재적인 건강(파란색), 가연성(빨간색), 반응성(노란색) 및 특수 위험(특수 색상 없음)을 식별한다. 숫자로 위험의 심각도를 나타내고 범위는 심각한 위험을 나타내는 4에서 위험이 없음을 나타내는 0까지이다. 

 

 

15. Lockout/Tagout 절차 준수

유지 보수 및 수리 중 장비 작동을 방지하기 위해 장비에 잠금* 및 태그 아웃**을 실시한다.

태그아웃은 장비의 startup을 방지하는 것이 아니라 운전원 및 정비원에게 경고 역할을 하는 것이다. 따라서, 시설의 각 장비에 대한 작동 및 유지보수 절차에 대해 서면으로 잠금/태그아웃 절차를 수립해야 한다. 잠금 및 태그아웃은 승인된 직원만 제거할 수 있다. 

* 잠금(Lockout)은 특정 장비의 작동을 적극적으로 방지하기 위해 잠금 장치, 체인 또는 기타 물리적 구속을 사용하는 것

** 태그아웃(Tagout)은 태그가 제거될 때까지 장비가 작동되지 않을 수 있음을 나타내기 위해 전원에 위험 태그를 부착하는 프로세스

 

 

Reference : Western Iowa Tech Community College, Boiler Safety