수소 설비안전

 

수소는 화재, 폭발 위험, 액화수소의 저온화상(동상), 누출에 의한 질식위험이 있어 이에 대한 수소 관련 설비 설계의 고려가 필요하여 다음과 같이 공유하고자 한다.

 

 

수소 설비안전

 

수소 저장설비

 

• 저장탱크는 지상에 설치하며 부등침하가 일어나지 않는 고정기초 위에 불연재료의 지지대를 사용

※ 상부에 설치된 전력케이블이 파손되어 수소저장설비가 손상을 받을 우려가 있는 장소는 피한다.

 

• 수소저장설비는 인화성 액체 및 산소를 포함한 산화성 물질의 배관 또는 다른 가연성 가스 배관과 인접하여 설치 금지

 

• 수소저장설비와 인화성액체 저장시설이 인접해 있을 경우에는 수소저장설비를 인화성 액체 저장시설 보다 높은 위치에 설치

※ 단, 인화성 액체 저장시설에 방유제를 설치하고 바닥을 경사지게 하여 인화성 액체가 수소저장설비 부근에 모이지 않도록 조치한 경우에는 미적용

 

• 저장탱크 및 주변 배관이 설치된 지역의 알아보기 쉬운 곳에 “수소" 표지를 부착하고 “화재 위험”, “화기 사용금지” 등의 안전표지도 부착

 

• 상하차 작업을 할 때 등전위 접지설비를 설치

 

• 저장용기에서 수소 역류를 방지하기 위해 용기 인입배관에 체크밸브를 설치

 

• 저장설비 계통의 압력조절밸브 후단 배관에 안전밸브 설치

 

• 저장용기의 인입관이 신축호스(Flexible hose)로 설치된 경우, 안전한 장소에 고정걸이를 갖추어 미사용 시 고정 조치

 

• 차량충돌 방지턱을 설치하고 바퀴구름 방지목을 비치

 

• 차량의 진출입시 고정설비와 충돌방지를 위하여 1m 이상의 콘크리트방호벽, 말뚝 등의 방호조치를 실시

 

 

수소 압축장치

 

• 정변위 압축기 토출측에 안전밸브를 설치하여야 하며, 다단 압축기는 단과 단 사이에도 안전밸브를 설치

 

• 자동으로 운전하는 압축기의 경우, 흡입 및 토출측에 자동정지장치를 설치.

※ 자동정지장치는 수동으로 작동하거나, 재설정(reset)할 때까지 정지상태를 유지

 

• 압축기는 유지보수를 위하여 차단밸브를 설치하고, 토출측에는 체크밸브를 설치하여 수소의 역류를 방지

 

• 압축기의 토출압력을 계속 감시하고 기록하는 설비를 설치

 

• 차량 충돌로부터 보호할 수 있는 방호장치 설치

 

 

수소 긴급차단장치

 

• 수소 누출 등 비상 상황이 발생할 경우 긴급차단장치가 작동하여야 하고, 위험 지역 밖에 위치하여야 하며 화재, 폭발, 누출이 발생할 경우 초기에 작동

 

• 긴급차단장치가 작동할 경우, 모든 펌프 및 압축기의 작동이 중단되도록 조치

 

• 저장탱크에 부착된 배관에는 탱크의 외면으로부터 10m 이상 떨어진 위치에서 조작할 수 있는 긴급차단장치를 설치

 

• 긴급차단장치 또는 역류방지밸브는 저장탱크 주 밸브 외측으로서 가능한 한 저장탱크에 가까운 위치 또는 저장탱크의 내부에 설치하되, 저장탱크의 주 밸브와 겸용을 금지

 

• 저장탱크의 침하, 배관의 열팽창 지진 그 밖의 외력의 영향을 고려하여 긴급차단장치 또는 역류방지밸브를 설치

 

 

수소 압력방출설비

 

• 압력방출장치와 배관은 작동 시 습기가 응축, 동결 등으로 운전에 지장이 없도록 설치

 

• 보호하는 설비의 최대 허용 사용압력(또는 설계압력)을 초과하지 않도록 방출압력을 설정

 

• 안전밸브 등 압력방출장치와 보호설비 사이에는 차단밸브를 설치하지 않음.

 

• 안전밸브는 1년에 한번씩 방출시험을 통하여 설정압력과 그 오차범위 내에서 작동되는지를 확인하고 기록을 유지

 

• 수소 벤트배관에는 방출되는 수소의 온도를 고려하여 질소 등과 같은 불활성가스 배관을 설치하여 벤트 시스템 안에서 수소와 공기의 가연성 혼합물이 생기지 않도록 퍼지

 

• 벤트배관의 가장 낮은 위치에는 배수설비(Drain)를 설치하여 배관내에서 응축되는 수분을 제거하도록 조치

 

 

• 수소 벤트스택에서의 화재에 대비하여 질소 등을 소화용 가스로 항시 사용할 수 있도록 조치

 

※ 벤트스택(Vent stack) :
정상운전 또는 비상 운전시 방출된 가스 또는 증기를 소각하지 않고 대기중으로 안전하게 방출시키기 위하여 설치한 설비

 

• 수소 벤트스택의 끝단에 다음 그림과 같이 둥근 도넛형 모양의 정전기 방지링을 설치

※ 정전기 방지링과 스택 끝단 사이에 틈이 있으면 수소 방출 시 틈 사이로도 누출되어 정전기 분출 대전으로 인한 화재 위험이 있기 때문에 틈이 없도록 방지링 부착부에 대한 전체 길이 용접을 실시 요망

 

<그림 1> 정전기 방지링

 

<표 1> 정전기 방지링의 지름

 

수소 벤트스택 및 정전기 방지링 등 내용에 대한 세부 내용은 기 포스팅한 다음 링크 자료 참조

https://sec-9070.tistory.com/254

수소 벤트스택 및 벤트배관의 공정설계

 

Reference : KOSHA 수소 안전 매뉴얼