본 연구는 3차원 위험성평가 시뮬레이션 툴(FLACS)을 활용하여 연료의 종류에 따른 위험성을 비교 평가하였다. 일반적인 고압가스 충전소 레이아웃을 활용하여 연료를 CNG, 수소, 30%HCNG로 하였을 경우 충전소에서 가스누출에 의한 화재 폭발 상황을 모사하여 피해영향을 비교 분석하였다. 그리고 가스별 누출제트에 의한 피해영향을 평가하였다. 동일한 조건에서 수소, CNG, HCNG가 누출되어 화재폭발이 발생할 경우 수소는 최대과압이 30kPa, HCNG는 3.5kPa 그리고 CNG는 0.4kPa의 과압이 측정되었다. HCNG의 과압이 CNG에 비해 7.75배 높게 측정되었으나, 수소에 비해서는 11.7%에 불과했다. 화염 전파에 있어서 수소는 매우 빠른 화염전파 특성을 가지는 반면 HCNG와 CNG는 수소에 비해 전파속도 및 전파거리에서 비교적 안전한 경향을 보였다. 제트화염에 의한 화염경계거리는 수소가 5.5m, CNG가 3.4m이고 HCNG는 CNG보다 약간 확장된 3.9m로 예측되었다.
단열패널(표면재, 심재, 마감재로 구성되어 있으며 경량성, 저가성 및 시공성 등의 장점)의 화재난연성과 적용건축물 강화에도 불구하고, 화재발생 건수와 피해 영향은 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 단열패널 종류별이격거리에 따른 열영향(온도변화, 점화가능성, 내·외부 연소흔, 심재의 형상 변화)을 평가하고자 국내에서 사용빈도가 높은 EPS 패널, 글라스울 패널, 석고보드 패널의 3종을 선택하였다. 패널에는 지면으로부터 수직(30 cm, 90 cm, 150 cm)으로 온도센서를 설치하였고, 적층한 각목을 화원으로 패널로부터 각각 0 cm, 25 cm, 50 cm 이격거리를 변화시키면서 점화시켰다. 실험 결과, 최고온도는 EPS 패널에서 349 ℃를 나타내었고, 패널의 내·외부 형상변화는 이격거리 25 cm를 임계점으로 하부에서 중부까지 높이로 국한되었다. 또한 연소흔은 평균 500 s 이후에서 나타났고, 화재강도가 큰 EPS 패널에서는 광폭의 U자형 패턴, 글라스울과 석고보드 패널에서는 중폭 또는 협폭의 V자형 패널을 형성하였다. 도출된 정보를 통해 단열 패널로 구성된 건축물로부터 화재위험성 평가와 화재감식의 검증에 필요한 유용한 정보를 제공하고자 한다.
본 연구에서는 공사현장에서 사용하고 있는 칼라 부직포의 화재위험성을 평가하기 위하여 콘칼로미터와 수직화염전파성 실험을 실시하였다. 그 결과 칼라 부직포는 표변에 화염이 착화가 되는 것이 아니라 용융이 된 상태에서 가연성가스가 발생되어 착화되는 연소형태를 보였다. 수직화염전파성 실험의 경우 가열강도에 의해 칼라 부직포가 수축 및 파단되어 화염이 전파되지 않을 정도로 열에 매우 취약하였다. 총방출열량은 2.66 MJ/$m^2$로, 건축물 실내마감재료 난연성능평가의 준불연재료(10분), 난연재료(5분) 8 MJ/$m^2$ 이하 기준에 규합되지만 이것은 내장재의 기준으로 칼라 부직포가 난연성능을 가지고 판단할 수 없으며 외장재에 대한 난연성능과 실험방법에 대한 기준이 마련되어야 한다고 판단된다.
가스 산업은 고도화와 복잡성으로 인하여 잠재적인 대형사고의 발생위험이 날로 높아가고 있으며, 특히 가연성, 인화성, 폭발성 및 독성물질 등을 대량으로 취급 및 제조함으로써, 사고발생 가능성은 낮지만 일단 사고가 발생하게 되면 사업장 내부의 근로자뿐만 아니라 인근 주민과 환경에 까지 영향을 미치며, 가스제조 시설의 특성상 산업계에 끼치는 파급효과도 매우 크다. 수소가스는 화학 산업 및 산업계 전반에 걸쳐 중요하게 사용되는 기초 원료이며, 특히 2000년 이후 지구온난화가 대두됨에 따라 지구온난화를 방지할 수 있는 대체에너지로 각광 받고 있으나, 분자량이 낮아 다른 가스에 비하여 고압(150 bar.g 이상)으로 실린더 등의 저장용기에 충전하여 사용해야 한다. 수소는 가연성, 폭발성 물질로써 누출(Leakage)로 인하여 화재나 폭발로 이어지는 사고가 많이 발생하고 있다. 이러한 재해를 줄이기 위해서는 단순한 안전관리에서 벗어나 생산 공정중의 잠재위험(Hazard)을 확인하여 기술적으로 평가한 후, 이 결과를 반영하는 체계적인 안전관리 시스템이 필요하다. 본 연구는 산업계 전반에서 사용되고 있는 기초 원료인 가연성, 폭발성의 수소가스 충전시설에 대한 정량적 위험성평가를 실시하였으며, 평가 결과 수소 충전시설에 대한 중요안전요소(EIS, Elements Important for Safety)의 도출 및 이의 효과적 관리방안을 제안하였으며, 사고사례를 통하여 위험성평가 모델의 신뢰성을 검증하였다.
가연성 가스가 누출함에 따른 화재 및 폭발 재해는 공업화 사회에 있어서 방치될 수 없는 매우 중요한 문제이다. 기체, 액체, 분체가 단면적이 작은 분출구를 통해 공기중으로 분출될 때 분출하는 물질과 분출구와의 마찰로 인해 정전기가 발생한다. 분출되는 물질과 분출구를 구성하는 물질의 직접적인 마찰에 의해서도 정전기가 발생하고, 분출되는 물질 구성입자들간 상호충돌에 의해서도 정전기가 발생된다. 배관 내에 순수천연가스가 이송ㆍ분출할 때의 대전량은 매우 작다. (중략)
화재 및 폭발 특성치로 인화점, 최소발화온도, 폭발한계, 최소발화에너지, 연소열 등을 들 수 있다. 연소특성은 인화성용제들(석유류 및 알코올류 등)의 취급, 저장, 수송에서 포함되어 있는 잠재 위험성을 평가할 때 고려된다. 여러 연소특성 가운데 폭발한계(explosive limits)는 가연성물질(가스 및 증기)을 다루는 공정 설계 시 고려해야 할 중요한 변수로써, 발화원이 존재할 때 가연성가스와 공기가 혼합하여 일정 농도범위 내에서만 연소가 이루어지는 혼합범위를 말한다.(중략)
여러가지 연소특성들은 가연성물질의 취급함에 있어 밸브조작실수, 배관접합부 파손. 저장 및 수송의 부주의로 주위에 공기와 혼합되면 화재 및 폭발이 발생할 수 있는 잠재적 위험성을 평가할 수 있다. 여러 연소특성 가운데 폭발(연소)한계(explosive (flammable) limits)는 가연성물질(가스 및 증기)을 다루는 화학공정에 있어 설계시 고려해야 할 가장 중요한 변수로써, 발화원이 존재할 때 가연성가스와 공기가 혼합하여 일정 농도 범위내에서만 연소가 이루어지는 혼합범위를 말한다. (중략)
가스 공정에서 취급하는 가연성물질의 연소 특성 파악은 공정의 안전 확보에 가장 중요한 문제이다. 따라서 연소특성들은 가연성물질이 공정의 취급상 부주의로 인해 누출되어 주위에 공기와 혼합되면 화재 및 폭발이 발생할 수 있는 잠재적 위험성을 평가할 수 있다. 연소특성들로는 폭발한계, 인화점, 최소자연발화점, 최소산소농도, 최소발화에너지, 연소열 등을 들 수 있다/sup 1)/.(중략)
New and more efficient propulsion systems are required for LNG carriers. One of the proposed systems is a combination of a gas turbine with a heat recovery steam generator. This system constitutes a novel approach, which needs to be analyzed by system analysis and risk assessment to compensate for the lack of field experience. Of specific concern is the high pressure fuel supply system. This paper describes the dispersion and fire analysis performed to identify for safety and design improvement of proposed system.
본 연구에서는 화재폭발 사고의 원인 규명을 위하여 다양한 시험 장비를 사용하여 유기과산화물의 일종인 터셔리부틸퍼옥시말레이트(TBPM)의 분해 및 폭발 위험성을 조사하였다. 시차주사열량(DSC) 분석결과, TBPM의 순간동력밀도(IPD)는 26,401 kW/ml로서 NFPA 반응성지수(Nr)가 4로 분류되었다. 또한 발열량과 개시온도 측정값을 이용한 폭발전달성(EP)과 충격감도(SS)는 양의 값을 나타내며 위험성이 있는 것으로 예측되었으며, 평가 장비를 활용한 실험적 결과로부터 충격감도와 마찰감도는 각각 4급 및 5급으로 평가되었다. 압력용기시험에서는 USA-PVT No.가 4로 분류되어 자기반응성물질에 해당되는 것으로 나타났다. 연소속도에 대한 조사 결과로부터 TBPM은 167 mm/sec의 연소속도를 나타내며 인화성고체 분류2에 포함되는 것으로 평가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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