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천연가스 공급시설에 대한 효율적 정량적 위험성 평가를 위한 시스템 구축과 적용
윤익근(Ik-Keun Yoon),오신규(Shin-Kyu Oh),서재민(Jae-Min Seo),임동연(Dong-Yeon Lim),윤인섭(En-Sup Yoon) 한국가스학회 2012 한국가스학회지 Vol.16 No.1
천연가스 공급 시설은 가스 소비자에게 사용의 편리성과 동시에 위험성을 제공하기 때문에 매우 까다로운 위험관리 대상이다. 따라서 그 위험을 최대한 낮추면서 가스 공급을 위해서는 합리적 안전 관리 의사 결정 방법이 필요하며 정량적 위험성 평가(QRA)는 그 적합한 도구로 인식되고 있다. 하지만 수백여개에 이르는 가스 공급 시설들에 대하여 QRA 수행하는 것은 전문가 부족과 분석 시간이 오래 소요되는 문제로 인해 효과적으로 이루어지기 어렵다. 이에 본 논문에서는 가스 공급시설에 대하여 QRA를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 시스템 체계를 제시하였다. 이 체계의 핵심적 특징은 사고점이라고 지칭한 분석점에 전문가가 사전 분석을 통해 대상 설비(들)에 대한 사고 빈도/결과 분석에 필요한 값을 얻기 위한 질의서와 내부 계산식을 만들어놓고 일반 사용자는 그 점을 지도에 위치시키고 그 내부 질의에서 요구하는 값을 입력함으로써 QRA 가 수행되는 것이다. 궁극적으로 이는 QRA 분석 절차에 있어서 분업화가 가능하다는 아이디어에 기반하여 제시된 것이며 본 논문에서는 실제적 시스템 구축과 적용을 통해 그 체계의 유효성을 확인하였다. While the natural gas supply industry has continuously been growing, its potential hazard has also risen since the natural gas facilities essentially require installations that carry highly flammable and pressurized gas close to the populated areas, posing a serious consequence of significant property damage as well as human casualties in the event of accident. Therefore Quantitative Risk Assessment (QAR) has been recognized as a appropriate method to reduce the risk as far as possible, considering the reality of unachievable zero-risk. However, it is hard to perform effective QRA on hundreds of gas facilities because of insufficient number of expert and long-term analysis. In this paper, we suggest a conceptual QRA system framework to support more efficient risk analysis in gas supply facilities. In this system, the experts make questionnaires and internal calculation formula needed in accident frequency/consequence analysis of the facility through pre-analysis on the point of analysis, called incident point, and general users locate the point on the map and input the value required by the questionnaire to obtain the risk. Ultimately, this is suggested based on the idea that the specialization is available in QRA analysis process and the validity of the system is verified through actual system construction and application.
과산화수소 농축을 위한 투과증발공정의 정량적 위험성 분석
정호진 ( Ho Jin Jung ),윤익근 ( Ik Keun Yoon ),최수형 ( Soo Hyoung Choi ) 한국화학공학회 2014 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.52 No.6
초고농도 과산화수소 제조를 위한 투과증발 공정의 정량적 위험성 분석을 수행하였다. 잠재적 주요 사고는 분해반응에 따른 폭발 및 화재이며 실험실 규모일 때 사고결과는 카테고리 3에 속하는 것으로 판단된다. 대상공정에서 분해 반응이 일어나는 과정을 사건트리 형태로 모델링하고 사고원인들의 확률함수를 유사사건 발생빈도 자료를 근거로 설정하였다. 구축된 모델을 사용하여 사고율을 계산한 결과, 수용 가능한 위험수준, 즉 사고빈도가 10-4/yr 이하가 되려면 추가 안전장치가 필요한 것으로 파악되었다. 이를 위해 방호계층분석을 적용한 결과, 촉매반응을 막기 위한 본질적 안전설계, 과열을 막기 위한 SIF (safety instrumented function), 그리고 분해반응이 일어나더라도 폭발로 이어지지는 것을 막는 릴리프 시스템이 요구되었다. 제안된 방법은 과산화수소 농축을 포함한 다양한 화학공정의 안전관리시스템 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. Quantitative risk analysis has been performed for a pervaporation process for production of high test peroxide. Potential main accidents are explosion and fire caused by a decomposition reaction. As the target process has a laboratory scale, the consequence is considered to belong to Category 3. An event tree has been developed as a model for occurrence of a decomposition reaction in the target process. The probability functions of the accident causes have been established based on the frequency data of similar events. Using the constructed model, the failure rate has been calculated. The result indicates that additional safety devices are required in order to achieve an acceptable risk level, i.e. an accident frequency less than 10-4/yr. Therefore, a layer of protection analysis has been applied. As a result, it is suggested to introduce inherently safer design to avoid catalytic reaction, a safety instrumented function to prevent overheating, and a relief system that prevents explosion even if a decomposition reaction occurs. The proposed method is expected to contribute to developing safety management systems for various chemical processes including concentration of hydrogen peroxide.