관련 규격 및 자료
미국 환경 보호청(EPA)의 Risk Management Program과 Acute Exposure Guideline Level그리고 미국 에너지부(DOE)의 Temporary Emergency Exposure Limit, KOSHA guide P-92-2012(누출원 모델링에 관한 기술 지침)과 P-110-2012(화학 공장의 피해 최소화 대책의 수립에 관한 기술 지침)API RP 581″Risk Based Inspection”technology(2008)
목적
이 지침은 중대한 산업 사고 및 화학 사고 예방 및 대응으로 향해서 사업장에서 필요한 최악과 대안 누설 시나리오를 선정할 때 필요한 사항을 제시하는 데 목적이 있고 인화성 액체, 인화성 가스, 독성 물질 및 기타 유해 화학 물질의 누설, 화재, 폭발로 가상 사고의 선정 시 적용한다.
피하고 결과 분석 변수의 결정 방법
사업장 밖에서의 누설 시나리오 분석을 하기 위해서는 끝점을 결정해야 하며 그가 독성 물질인 경우 법과 규정한 끝점 농도에 도달되는 지점이며, 인화성 액체나 가스의 경우 폭발에 대해서 0.07kg/cm2의 그와아프이 걸리는 지점인 화재에 대해서 40초간 5kW/m2의 복사열에 노출되는 지점이며, 누출에 대해서는 LFL의 100%의 지점이 끝에 해당된다.
최악의 누설 시나리오 분석의 경우에는 지상 10m높이에서 1.5m/s의 풍속으로 대기의 안정도는 F급을 사용하고 있으며, 과거 3년간 낮의 최대 온도와 평균 습도를 사용한다. 누설 물질의 온도의 냉동 액체의 경우 운전 온도를 사용하며, 기타 액체인 경우 운전 온도와 가장 높은 대기 온도의 큰 수치를 사용한다.
대안의 누설 시나리오 분석의 경우에는 지상 10m높이에서 3m/s의 풍속으로 대기의 안정도는 D급을 사용하며 지난 1년 이상의 그 지역의 보통 온도 및 습도 또는 인근 지역의 기상청 자료를 사용한다. 누설 물질의 온도는 운전 온도 또는 대기 온도를 사용한다.
지표면 상태는 도시와 시골 지형 중에서 선택하고 도시는 건물이나 나무가 많은 지형을 의미하고 시골은 평탄한 지형을 의미한다.
최악의 누설 시나리오
사업장은 독성 물질 누출 또는 인화성 가스나 액체의 유출에 대한 최악의 누설 시나리오 분석을 하나 이상 실시한다.
최악의 느츄루랴은은 사고 시 비상 조치가 가능한 범위 내에서 단일 용기 내에 저장되는 최대량과 단일배 관계에 보유한 최대량의 큰 값으로 산정한다.
최악의 누설 시나리오 분석
독성 물질이 가스의 경우 먼저 가스 상태 혹은 압축 액화된 때 건물 외부의 설비에서 누출된 경우 위에서 산정한 느츄루랴은이 10분, 누설해서 확산되고 있다고 가정할 때 건물 내부 설비에서 누출된 경우 위에서 산정한 느츄루랴은의 55%가 10분, 누설해서 퍼지고 있는 것을 상정하고 있다.
한편, 냉동 액체의 경우 유출 시 확산 방지를 위한 적절한 조치가 없는 경우나 확산된 액체의 층이 1cm 이하인 경우에는 위에서 산정한 유출량이 10분간 모두 누출되어 확산된다고 가정한다.
한편, 누출 시 확산을 방지하기 위한 적절한 조치가 이루어지고 확산된 액체의 층이 1cm 이상일 때에는 대기 중에 확산되는 속도는 액체층의 표면에서 그 물질의 끓는점에서 증발하는 속도라고 가정한다. (증발속도는 원본 붙여넣기 3 참조.)
독성물질이 액체일 경우 방유제와 같은 확산방지 조치가 없으면 액체층이 1cm 깊이로 형성된다고 가정해 액체층의 표면적을 계산하고 한편 방유제처럼 확산방지 조치가 돼 있으면 그 면적을 액체층의 표면적으로 산정한다. 대기 중에 확산되는 속도는 액체층 표면에서 증발하는 속도라고 가정하고, 건물 내부설비에서 누출된 경우의 증발속도는 위에서 계산한 수치의 10%를 적용한다.
인화성 액체나 가스의 경우, 누출량이 기화되어 증기운 폭발을 일으킨다고 가정하고, TNT 당량 모델을 사용할 경우 누출량의 10%가 폭발한다고 가정하며, 증기운 폭발로 이어지는 양은 액체의 경우 처음 10분간 증발한 양으로 하고, 가스의 경우 누출 전량으로 본다.
선정된 시나리오에 비해 끝점의 도달거리가 보다 큰 경우 큰 결과 시나리오를 선정하고 운전조건 하에서의 실제 취급량과 누출원 주위로부터의 인접 정도를 고려한다.
대안의 누설 시나리오
사업장은 독성물질 누출 또는 인화성가스나 액체누설 각각에 대한 대안의 누출시나리오 분석을 하나 이상 실시한다.
시나리오 선정에 있어서는 최악의 가상사고 시나리오보다 빈번히 일어날 수 있는 것으로 종점이 사업장 외부에 도달해야 한다.
시나리오는 주로 다음 사고를 대상으로 선정한다. 예를 들어 이송 호스사고, 공정 배관사고, 압력용기 사고, 펌프사고, 압력용기 과충전 및 과압, 이송용기의 파손 및 누설 등이다. 아울러 과거 5년간의 사고이력과 리스크 평가 시에 발견된 리스크 요인을 시나리오 선정 시에 반영한다.
설비별 누출공의 크기는 연결된 배관의 크기에 따라 선정하되, 배관은 주공정 유체배관으로 한정하고 액체가 채워진 설비 하송배관 중 가장 큰 배관을 기준으로 선정하며, 가스만 존재하는 설비의 경우 상부 또는 하부 중 가장 큰 배관을 기준으로 선정한다. Column의 경우 상부는 증기기준으로 하부는 액체기준으로 구분하여 선정 가능하다.
대안의 누설 사고 시나리오의 누설 공의 선정 기준 예
종점 거리 계산
KOSHAP-102-2013(사고피해 예측 기법에 관한 기술지침)을 이용하여 계산한다.
독성물질의 끝점농도는 AEGL2 값을 우선 적용하고 그 다음 ERPG2 값을 적용한다. 모두 없는 경우에는 TEEL2 값이 적용된다.
NIOSH에서 발표하는 IDLH의 10%를 적용하며, 만약 IDLH가 없는 물질은 0.2*LC50, LCLo, 0.01*LD50(경구), 0.1*LDLo(경구) 중 하나를 적용한다.
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다음은 2006년 12월 12일 노컷뉴스의 기사 내용이다.
여수산업단지 독성 화학물질 누출 시나리오
전남 여수국가산업단지에서 유해 석유화학물질 누출 사고가 발생했을 경우 1시간 이내에 사고의 단서를 인식하는 한편 대응자의 조치 능력에 이어 지휘통제력이 뒷받침돼야 한다는 지적이 나왔다.
이는 여수시 여수산단 공동발전협의회 주최로 13일 오후 한국산업안전공단 전남동부지도원에서 열리는 심포지엄을 통해 발표될 예정이다.
환경부 국립환경연구원 ‘화학물질 위험물 안전관리센터’는 여수 산업단지에서 유독성 화학물질이 누출된 상황을 가상 설정했다.
2006년 3월 30일 오전 10시○○화학공장에서 자이렌 저장탱크 보수작업 중 용접 불꽃에 의한 화재가 발생한 후 폭발 압력에 의해 인근 염화수소 저장시설이 파손되고 유독가스가 누출되었다.
10여 명이 사망하고 300여 명이 부상했으며 시설 등의 피해액은 2억5천만원으로 산정됐다.
염화수소 100t과 자일렌 100t이 각각 누출된 가운데 북서풍이 초속 3m로 불고 있는 가운데 인근 석유탱크와 창고까지 연소가 확산돼 삼일동과 만덕동 인근 주민의 피해가 우려됐다.
이런 시나리오로 사고 대응에 성공하려면 1시간 안에 먼저 현장에서 사고 실마리를 찾는 것이 시급하다는 평가가 나왔다.
또 주민 대피로와 대응기관 진입경로 등의 정보 제공도 이뤄져야 한다는 주장이다.
환경부는 대응 시나리오를 수립하기 전에 화학물질 전문 인력을 양성하고 환자 분류와 치료 등 유사시에 대비한 관련 연구개발도 충분히 보장할 것을 요구했다.
이번 심포지엄에는 여수환경운동연합, 여수YMCA, GS칼텍스, LG화학, 노동부 여수지청 등에서 중견간부가 나와 시나리오를 실제 적용할 때의 실효성을 토론한다.
이와 함께 인제대학교 화학방재연구센터가 1988년부터 올해 8월까지 모두 80건의 ‘사고 동반 화학물질’을 분석한 결과 LPG가 96건으로 가장 많았고, 도시가스(45건), 암모니아(28건), 염산(27건), 황산(23건) 등의 순으로 집계된 사실이 심포지엄에서 발표됐다.
같은 기간 사고 피해 유형은 화재 폭발이 391건으로 가장 많았고 누출 유출(258건), 환경오염(93건), 인체중독(43건)이었다.
한편 산업자원부의 최근 5년간 국내 독성가스 시설 사고 현황에서는 2001년 4건, 2002년 2건, 2003년 6건, 2004년 1건이었고 2005년에도 한 건도 발생하지 않았다.
산자부는 사고 원인 대부분이 인적 실수나 시설 미비, 제품 불량 탓이라고 밝혔다.