HF(불화수소)저장시설의 누출시 CA 및 LOPA를 활용한 안전설비 최적화 연구

Abstract

최근 3년간 화학사고 통계조사에 따르면 불화수소 취급으로 인한 화학사고는 지속적으로 발생하고 있다. 이를 통하여 산업현장에서의 사고가 단순히 사업장내에 국한된 것이 아니라 사업장 외부에 거주하는 사람과 주변 환경에 많은 영향을 끼친다는 것을 알 수 있다. 불화수소는 2016년 기준 국내 유통량이 45,000 톤 정도이며, 반도체가스 및 이차전지 제품의 원료로 투입 되면서 사용량은 매년 증가하는 추세이다. 특히 울산국가산업단지에는 대기업에 해당하는 3개의 사업장이 있으며, 취급량도 국내유통량의 35%를 차지한다. 국내에서는 독성 물질 누출 시 피해정도와 이를 줄일 수 있는 방안에 다방면으로 연구 중이며, 피해확산범위를 줄이기 위한 여러 방법이 현재 적용되고 있다. 이와 관련하여 환경부는 장외영향평가와 위해관리계획서 작성에 관한제도를 새로이 도입하였으며, 2015년부터 장외영향평가 범용프로그램을 이용하여 저장탱크의 완화장치 적용 수준에 따른 안전성 향상율 을 비교 검토하여 사업장의 적정 위험도 기준을 제출하여야 할 의무가 있다. 본 연구에서는 불화수소 누출사고와 관련된 이동식 저장설비의 정량적 평가 기법 중 Hazop을 이용하여 위험도를 평가하고, 정량적 평가 기법중 하나인 CA(Consequence Analysis)로 통해 실내/실외 조건 및 방류벽 면적 설치 전후 등을 비교 평가하였다. 이를 통하여 잠재 위험성사고 시나리오 도출하고 LOPA(Layer Of Protection Analysis)을 이용하여 시나리오에 대한 개선안을 제시하였다. 또한 최적화된 안전 설비적용여부 설치전후를 분석하여 최소한의 경제적인 안전설비 투자금액으로 피해지역 및 금액을 최소화 하여, 주민 대피 및 방재인력의 보호구 착용 범위 선정의 가이드로의 활용 적정성 및 적용성에 대하여 연구를 수행하였다. 본 연구를 통하여 불화수소 취급 사업장에 완화장치 적용 수준에 따른 안전성 향상율 을 반영하여 초기 설계부분에 위험도를 감소시킬 수 있는 장치들이 보완되어 인근 지역 주민의 피해가 최소화에 도움이 되었으면 한다.

According to the chemical accident statistics of the past three years, chemical accidents caused by HF are continuously occurring. This shows that the accident in the industrial site is not limited to the business premises, but has a significant impact on the resident and the surroundings of the business area outside the business establishment. HF is estimated to be about 45,000 metric tons of domestic distribution in 2016, and the use of semiconductor gas and secondary batteries is increasing every year. In particular, there are three business sites in the Ulsan National Industrial Complex, which accounts for 35 percent of the domestic distribution. When toxic substances leak in Korea, research various ways to reduce the amount of damage and reduce it, several methods are currently being applied to reduce spreading scope of damage. In this regard, the Ministry of Environment introduced a new system for Over Impact Assessment and the preparation of the Risk Management Plan, Have a duty to submit the proper risk standard of business establishment by comparison and review the stability improvement rate of storage tank according to the level of application of easing device to use the over impact assessment general program since 2015. In this research, Degree of danger is assessed using the risk Hazop of Portable storage facility related to HF leakage accident, a comparison of indoor and outdoor conditions and before and after discharge wall area were evaluated Based on one of the quantitative evaluation techniques : CA(Consequence Analysis). Based on this, derive a potential risk accident scenario and suggest improvement suggestion for scenario using LOPA(Layer Of Protection Analysis). Also, analyze the applicability of optimized safety equipment and analyze the following before and after installation to minimize damage area and the amount of money by minimum economic safety facility investment money, A research was conducted on the adequacy and applicability of the utilization to the guidelines for selection of protective gear range for disaster protection personnel and resident evacuation. Based on this research, We hope to help minimize the damage to nearby residents that the devices that can reduce risk in the initial design part will complement, reflecting the safety improvement rate according to the level of application of the mitigation device to the HF business establishment.