• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.431-439
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• 2015

본 연구에서는 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 인수기지에 대해 HAZOP(Hazard and Operability), LOPA(Layer of Protection Analysis) 및 SIL(Safety Integrity Level) 위험성 평가기법을 적용하여, 국내 LPG 인수기지 중 사고발생시 피해영향이 가장 큰 부탄 및 프로판 저장탱크를 중심으로, 사고위험성을 감소시킬 수 있는 방안을 고찰하였다. HAZOP 기법을 통해 잠재위험성을 분석하여 사고시나리오를 도출하고, 사고피해영향이 큰 시나리오를 선정하여 LOPA를 분석하였다. LOPA 분석시에는 해당시나리오에 대한 IPL(Independent Protection Layer)을 분석하여 완화된 결과의 빈도를 도출한 후, 설정된 위험성 허용기준($1.0{\times}10^{-05}$/년)에 대한 충족여부를 판단하였다. LOPA의 독립방호계층으로서 SIF(Safety Instrumented Functions)의 경제성을 분석하여 SIF가 현장의 특성에 맞는 IPL이 되도록 개선안을 제시하였다. 또한, 독립방호계층으로서 해당공정에 사용된 SIF의 수준을 분석해보고, SIF의 수준에 따라 공정의 사고발생빈도가 어느 정도 변화하는지를 당해 공정에서 도출된 사고시나리오를 중심으로 연구하였다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2023년 정기학술대회 논문집
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• pp.221-221
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• 2023

1969년에 발간된 API521 1st edition에서는 Flare Load 저감용으로 적용되는 HIPS (High Integrity Protection System)는 모두 Pressure Safety Valve의 고장확률보다 낮은 SIL 3 (Safety Integrity Level)등급을 적용할 것을 요구하고 있다. Flare Stack 저감용 HIPS는 주로 압축기 출력압력상승, Reboiler Steam 과다주입, 전력공급중단냉각펌프고장 등에 의한 Flare 발생을 예방하기 위한 기능을 가진 SIF (Safety Instrumented Function)로 구성된다. 하지만 2007년도 발간된 API521 5th edition에서는 LOPA (Layer Of Protection Analysis) 분석을 통해 Target SIL을 도출하는 것으로 요구사항을 변경했다. 이에 따라 이번 연구에서는 Flare Load에 가장 큰 영향을 미치는 시나리오 중 대표적인 시나리오를 대상으로 HAZOP(Hazard and Operability Study)과 LOPA분석을 실시해서 Target SIL이 어떻게 도출되는지를 연구했다. Flare Stack에서 Flare를 발생시키는 대표적인 시나리오들에 대해 LOPA분석을 실시한 결과 압축기 출력압력상승은 SIL 2, Reboiler Steam 과다주입은 SIL 3, 전력공급중단은 SIL 0, 냉각펌프고장은 SIL 0로 모두가 SIL 3 가 나오지는 않았다. SIF 설계 시 Target SIL을 만족시키는 것도 중요하지만 운전 시 SIL 등급이 계속 유지되게 하지 위해 인적오류, 시스템적 고장, 하드웨어고장 등에 의해 SIF 기능불능화가 되는 것을 예방하기 위한 기능안전관리시스템 (FSMS)를 적용하는 것도 중요하다.

• 대한조선학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.447-460
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• 2012

In this study, the shutdown system of the fuel gas supply system is designed based on the Safety Integrity Level of IEC 61508 and IEC 61511. First of all, the individual risk($10^{-4}$/year) and the risk matrix which are the risk acceptance criteria are set up for the qualitative risk assessment such as the HAZOP study. The natural gas leakage at the gas supply pipe is identified as the highest risk among the hazards identified through the HAZOP study and as a safety instrumented function the shutdown function for leakage was defined. SIL 2 and PFD($2.5{\cdot}10^{-3}$) for the shutdown function are determined by the layer of protection analysis(LOPA). The shutdown system(SIS) carrying out the shutdown function(SIF) is verified and designed according to qualitative and quantitative requirements of IEC 61508 and IEC 61511. As a result of SIL verification and SIS conceptual design, the shutdown system is composed of two gas detectors voted 1oo2, one programmable logic solver, and two shutdown valve voted 1oo2.

• 대한환경공학회지
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• 제39권2호
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• pp.74-81
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• 2017

장외영향평가란 사업장에서 취급되는 유해화학물질이 누출되었을 시 사업장 외부로 미치는 위험도를 산정하는 것으로, 사고시나리오별 영향평가를 실시하여 사고시나리오별 위험도를 산정하고, 안전성 확보방안 등을 고려하여 사업장의 최종 위험도를 결정하게 된다. 사업장의 최종 위험도에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 사고시나리오별 위험도로, 사업장에서는 사고시나리오별 위험도를 낮출 필요가 있다. 본 연구는 이 점에 착안하여 동일한 설비에 대하여 OGP/LOPA의 위험도 산정기법을 적용하여 사고시나리오별 위험도를 산정하고, 각 개시사건별 적용 가능한 완화장치를 검토하여 사고시나리오의 위험도 감소율을 산정하고, 위험도 산정기법별 적정 위험도 기준을 제시하고자 한다. 적용 가능한 모든 완화장치를 고려하여 사고시나리오의 안전성 향상도를 산정할 경우 OGP에 의한 위험도는 8.05E-04, LOPA에 의한 위험도는 1.00E-04로 분석되었으며, IPL 적용사례에 따라 완화장치를 적용한 경우의 위험도는 1.34E-02로 분석되어서, 완화장치를 적용하지 않은 경우의 LOPA 적용시에 비해 위험도가 33배 가량 낮아지는 것으로 나타났다. 완화장치 적용 수준에 따른 안전성 향상율을 비교 검토하여 장외영향평가 시 사업장의 적정 위험도 기준을 제시하였다. 본 연구결과에 따르면 LOPA를 적용한 사고시나리오의 적정 위험도 기준은 $10^{-2}$ 수준으로 나타났으나, 유사연구의 사고시나리오별 적정 위험도 기준은 $10^{-3}{\sim}10^{-4}$ 수준으로, LOPA를 적용하여 사고시나리오의 위험도를 산정하는 경우 허용 불가능한 수준으로 결정될 수 있다. 따라서 LOPA를 적용하는 경우 허용 가능한 위험도 수준을 만족하기 위해서는 완화장치 적용 원칙 외에 추가로 적용 가능한 모든 완화장치를 적용하여야 하며, OGP에 비해 LOPA를 적용하는 경우 위험도가 높게 산정되는 경향이 있으므로 위험도 기법별로 허용 가능한 위험도 수준을 다르게 설정해야 할 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제35권6호
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• pp.1-8
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• 2020

In recent years, hydrogen has received much attention as an alternative energy source to fossil fuels. In order to ensure safety from the increasing number of hydrogen refueling stations, prevention methods have been required. In this regard, this study suggested an approach to reduce the risk of hydrogen refueling station by increasing Safety Integrity Level (SIL) for a Steam Methane Reformer (SMR) in On-Site Hydrogen Refueling Station. The worst scenario in the SMR was selected by HAZOP and the required SIL for the worst scenario was identified by LOPA. To verify the required SIL, the PFDavg.(1/RRF) of Safety Instrumented System (SIS) in SMR was calculated by using realistic failure rate data of SIS. Next, several conditions were tested by varying the sensor redundancy and proof test interval reduction and their effects on risk reduction factor were investigated. Consequently, an improved condition, which were the redundancy of two-out-of-three and the proof test interval of twelve months, achieved the tolerable risk resulting in the magnitude of risk reduction factor ten times greater than that of the baseline condition.

• 한국안전학회지
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• 제33권6호
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• pp.37-41
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• 2018

Process safety technology has developed from qualitative methods such as HAZOP (hazard and operability study) to semi-quantitative methods such as LOPA (layer of protection analysis), and quantitative methods are actively studied these days. Quantitative risk assessment (QRA) is often based on fault tree analysis (FTA). FTA is efficient, but difficult to apply when failure events are not independent of each other. This problem can be avoided using a Markov process (MP). MP requires definition of all possible states, and thus, generally, is more complicated than FTA. A method is proposed in this work that uses an MP model and a Weibull distribution model in order to construct a reliability model for multiple dependent failures. As a case study, a pressure safety valve (PSV) is considered, for which there are three kinds of failure, i.e. open failure, close failure, and gas tight failure. According to recently reported inspection results, open failure and close failure are dependent on each other. A reliability model for a PSV group is proposed in this work that is to reproduce these results. It is expected that the application of the proposed method can be expanded to QRA of various systems that have partially dependent multiple failure states.

• 한국안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.64-69
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• 2012

The concept of SIL is applied in the most of all standards relating to functional system safety. However there are problems for the people to apply SIL to their plants. as these standards don't include sufficient informations. In this regards, this paper will suggest the direction of SIL application and concept based on IEC 61508 and IEC 61511. A Safety Integrity Level(SIL) is the discrete level(one out of possible fours), corresponding to a range of the probability of an E/E/PE (Electric/Electrical/Programmable Electrical) safety-related system satisfactorily performing the specific safety functions under all the stated conditions within a stated period of time. SIL can be divided into the target SIL(or required SIL) and the result SIL. The target SIL is determined by the risk analysis at the analysis phase of safety lifecycle and the result SIL is calculated during SIL verification at the realization phase of safety lifecycle. The target SIL is determined by the risk analysis like LOPA(Layer Of Protection Analysis), Risk Graph, Risk Matrix and the result SIL is calculated by HFT(Hardware Fault Tolerance), SFF(Safe Failure Fraction) and PFDavg(average Probability of dangerous Failure on Demand). SIL is applied to various areas such as process safety, machinery(road vehicles, railway application, rotating equipment, etc), nuclear sector which functional safety is applied. The functional safety is the part of the overall safety relating to the EUC and the EUC control system that depends on the correct functioning of the E/E/PE safety-related systems and other risk reduction measures. SIL is applied only to the functional safety of SIS(Safety Instrumented System) in safety. EUC is the abbreviation of Equipment Under Control and is the equipment, machinery, apparatus or plant used for manufacturing, process, transportation, medical or other activities.