위험물 저장탱크 화재·폭발 예방을 위한 화염방지기에 관한 연구

Abstract

최근 대한송유관공사 경인지사 석유류 저장탱크에서 화재가 발생하여 사회적인 문제가 되었고 당시 저장탱크는 지중(Above ground) 탱크였는데 이 화재는 화염방지기의 설치가 미흡하여 발생된 것으로 보도되었다. 위험물 저장탱크의 화재는 발생할 경우 국가적 으로 큰 파장을 일으킬 수 있는 대형사고이기 때문에 이를 예방하는 것이 필요하다. 국내의 상압저장탱크의 화재에 의한 사고는 1997년 8월 전남 여수 소재 LG정유(주)의 가솔린 저장탱크 화재로서 내부부유식 저장탱크 외부지붕과 내부 부유지붕과의 사이에서 화재가 발생하였다. 또한, 2014년 4월에는 울산시 소재 S-Oil(주)의 원유저장탱크 하부 믹서(Mixer box)부분이 손상되어 저장된 원유가 대량 누출되는 사고가 있었다. 국외에서 발생한 저장탱크 화재는 2006년 1월 미국 플로리다에서 손상된 저장탱크 위에서 금속제 지붕보수 작업 중 불꽃이 손상된 화염방지기를 통해 탱크 내부로 전파되어 탱크 내에서 화재․폭발이 발생한 사고가 있었다. 저장탱크에 대한 화재․폭발 연구 사례로 외국에서는 Chang과 Zheng 등은 지난 40년간 242건에 대한 저장탱크 사고 사례를 분석하였으며, Taveau는 고정식 상압 저장탱크에서의 폭발사고사례 분석하였다. Necci 와 Argenti 등 은 상압저장탱크에서 낙뢰에 의해 유발되는 사고의 시나리오를 분석 하였다. 국내에서는 Choi 등은 가솔린 저장탱크의 화재․폭발 예방을 위한 연구 등이 있었으나, 이번 사고처럼 저장탱크에 Peripheral vent와 화염방지기 설치가 필요한지에 대한 체계적인 연구는 진행되지 않았다. 본 연구에서는 최근 40년간 전 세계에서 발생한 상압 저장탱크 화재․폭발사고 통계를 바탕으로 사고 원인을 크게 10가지로 분석하였고, 이를 바탕으로 사고를 예방하기 위한 대책 6가지를 제안하였다. 2018년 10월에 경기도 고양시에 위치한 대한송유관 경인지사 저장탱크 화재․폭발 사고의 원인을 분석하여 풍등이 떨어질 수 밖에 없었던 원인과 저장탱크 내부에는 가연성 유증기가 체류하고 있었음을 확인하였다. 위험물 저장탱크의 화재․폭발 예방을 위하여 부착된 Peripheral vent와 화염방지기의 설치목적과 기준을 비교하고, Peripheral vent의 국제기준과 전산유체역학의 시뮬레이션 결과 검증을 통하여 Peripheral vent의 효용성에 대하여 평가하였다. 또한 화염방지기에 대한 국내․외 기준을 비교 분석하고 사고가 발생했던 저장탱크에 부착된 화염방지기의 설치 상태에 대하여 국내 적용현황을 조사하였으며, 현행 화염방지기 인증제도의 문제점과 인증제도 도입의 필요성을 제기하였다.