수소 충전소 계량오차 검증 설비 설치를 위한 위험성 분석 사례 연구

A Case Study on the Risk Analysis for the Installation of Measurement Error Verification Facility in Hydrogen Refueling Station

수소 충전소를 이용한 에너지원의 상거래에 있어 부정확한 계량에 의한 과 충전 등의 사고 예방과 정확한 계량을 통한 수소 상거래의 투명성 확보를 위해서는 높은 정확도의 유량계가 필요하다. 본 연구에서는 코리올리 방식 유량계 시작품을 개발하였으며, 계량 성능 검증을 위하여 기존에 운영 중인 충전소를 대상으로 공정변경을 통한 계량 성능 비교 실험 중 발생할 수 있는 사고의 예방을 위하여 위험성 평가를 수행하였다. 실증실험용 계량설비 설치를 위한 공정 변경 구간을 정의하고 HAZOP을 실시하였다. 또한 실증 실험 중 밸브오 개방 예방 등 실험자 안전성 확보를 위한 JSA도 병행하였다. HAZOP을 통하여 도출된 위험 요소를 개선하기 위한 방안을 수립하였으며 JSA를 통해 인적오류를 최소화하고 작업자의 안전성 확보할 수 있는 작업 절차를 수립하였다. 이와 같은 위험성 평가 결과를 반영하여 계량시스템 설치를 위한 설계 변경 및 시스템 제작을 완료하였으며 개발된 계량기 시작품의 성능비교 실험을 통해 안전성을 확인할 수 있었다. 개발된 시작품 유량계는 70MPa의 운전 조건에서 총 30회 유량 측정 실험 결과 평균 오차는 -1.58% ~ 3.96%로 나타났다. 이와 같은 계량오차는 상업용으로 설치 운영 중인 유량계와 동등 수준의 성능을 가진 것으로 분석되었다.

In commercial transactions of energy sources using hydrogen charging stations, high-accuracy flow meters are needed to prevent accidents such as overcharging due to inaccurate measurements and to ensure transparency in hydrogen commercial transactions through accurate measurements. This research developed a Corioli-type flowmeter prototype and conducted a risk assessment to prevent accidents during a process change comparison experiment for existing charging stations to verify the measurement performance. A process change section was defined for the installation of measurement facilities for empirical experiments and HAZOP was conducted. In addition, JSA was also conducted to secure the safety of experimenters, such as preventing valve mis-opening during empirical experiments. Measures were established to improve the risk factors derived through HAZOP, and work procedures were established to minimize human errors and ensure the safety of workers through JSA. The design change and system manufacturing for the installation of the metering system were completed by reflecting the risk assessment results, and safety could be confirmed through the performance comparison test of the developed meter prototype. The developed prototype flow meter showed a total of 30 flow measurements under the operating conditions of 70 MPa, and the average error was -1.58% to 3.96%. Such a metering error was analyzed to have the same performance as a flow meter installed and operated for commercial use.