RTC 출하장 Fire Fighting 시스템검토 SK 주식회사
1. RTC 출하장 개요 #2,3,4BL 에걸쳐유조출하장, 장거리송유관펌프실, 경정비고가있음. 유조화차로는휘발유, 등유, 경유, 항공유및 B-C 를출하하고, 장거리송유관으로는울산 ~ 서울간에설치된송유관을이용하여저유소에휘발유, 등유, 경유, 항공유를연속적으로출하함. 항공유증대사업으로휘발유출하는교체할예정임. (e.g.voc 설비미보완 ) - 근무인원 : 주간 7 명, 교대 (Morning, Swing) 6 명 ; 야간은출하가없음. 취급유종 량 - 유종 : 휘발유, 등유, 경유, 항공유, B-C - 성수기 160 량, 비수기 100 량 (55,000l/ 량 ) 소방시설 / 장비 : 소형분말소화기가일정간격으로배치됨. ( 대략 5m),/ 측면으로 Monitor 4~5 기설치.
인허가사항 - 면적 : 3,756m2 - 허가사항 : 제 4 류 (1) 휘발유 (10 기 ) 12,120,000l / 제 4 류 (2) 항공유 (2 기 ) 2,400,000l 제 4 류 (2) 경유 (9 기 ) 14,040,000l / 제 4 류 (2) 등유 (10 기 ) 14,400,000l 제 4 류 (3) B-C (30 기 ) 40,800,000l 설비개략도 10m 3m 10m 통로항공유휘발유 B-C B-C 출하예정대기지역
2. 사고사례 일자 사고내용 비고 90년대 JP-8 화차에 Loading 을위해 Hatch Open 중갑작스런폭발에의해 Hatch 는지붕 SK 초반 을뚫고비산하고, 작업자는추락함. 97.12.24. 유조화차 5 량에 0.5% B-C 를동시에출하중 2 량의충유가먼저완료되어 Valve 를잠그는순간 Pump 의압력이나머지 3 량으로밀려와 Loading Arm 이탈착되어누유사고발생. 70. 6.21 탈선사고에의해 9량의 LPG 적재차량이폭발하여 Fire Ball 을형성. 66명부상. 높이 850ft 까지 Fire Ball 상승. 미국 1971.10.19 화차 20량이탈선하여 6량의 VCM, 2량의부타디엔, 아세톤에의한폭발과화재발생. 미국 Fire Ball 발생. 소방대원 1명사망. 약 50명부상. 1972. 1.22 프로필렌을적재한탱크차가다른화차와충돌. VCE 발생. 230명부상. 미국 1978. 2.24 프로판 45톤을적재한탱크차가탈선하여폭발하고 Fire Ball 형성. 12명사망. 약 50명 미국 부상. 1978. 2.26 화물열차가탈선하여탱크차에서염소누출사고발생. 8명사망. 약 50명부상. 미국 1994. 3. 8 1,150톤의휘발유를실은 20량의화물열차중 7개차량이탈선, 전복됨. 이때저장 스위스 탱크에직경 1m X 0.8m 의대형구멍이생겨다량의휘발유가누출되면서바로점화, 화재발생. 인근아파트 4동전파. 부상 6명. 1989.8.27 화물열차가도착하면서, 용제류인흡수제가탑제되어있는탱크화차에서화재가발생. 열차진행방향으로수십미터에걸쳐레일과레일사이여러곳에서화재가발생되었고, 화재가난화차는 5번선로에서맨뒤차량으로부터 8량이었음. 핀란드 SK
3. 발생가능위험성 Event Overfilling Loading Arm 탈착 충돌또는탈선 Early Fire & Explosion 전기활선접촉 Event Result & Cause - 가연성물질누출 & Fire ; 기계오작동또는작업자실수 - 가연성물질누출 & Fire ; 기계오작동또는작업자실수 - 가연성물질누출 & Fire ; 기계오작동또는작업자실수 - Switch Loading 또는알지못하는이유로가연성 Gas 존재후정전기또는기계적 Spark ( 브레이크 ) 등에의해 RTC 상단부에서폭발 / 화재발생. ; 작업자실수, 정전기 - 활선이 Short Cut 또는길게내려져설비등에접촉하여 RTC 에전기가연결되어점화원발생또는작업자들에게 Shock 를줌.
4. 관련 Standard / Code 구분위험물안전관리법재보험사 NF(National Foam) SS-2000 RTC 출하장설비 [ 위험물안전관리법시행규칙별표 16. 일반취급소의위치 구조및설비의기준 VI. 충전하는일반취급소의특례 ] 1. 건축물을설치하는경우에있어서당해건축물은벽 기둥 바닥 보및지붕을내화구조또는불연재료로하고, 창및출입구에갑종방화문또는을종방화문을설치함. 2. 창또는출입구에유리를설치하는경우에는망입유리로함. 3. 건축물의 2 방향이상은통풍을위하여벽을설치하지아니함. 4. 위험물을이동저장탱크에주입하기위한설비의주위에필요한공지를보유 5. 위험물을용기에다시채워넣기위한설비를설치하는경우에는당해설비의주위에필요한공지를제 4 호의공지외의장소에보유. 6. 제 4 호및제 5 호의공지는그지반면을주위의지반면보다높게하고, 그표면에적당한경사를두며, 콘크리트등으로포장함. 7. 제 4 호및제 5 호의공지에는누설한위험물그밖의액체가당해공지외의부분에유출하지아니하도록집유설비및주위에배수구를설치함. 이경우제 4 류위험물을취급하는공지에있어서는집유설비에유분리장치를설치함. LPG RTC 의경우화재에의해 BLEVE 가발생하지않도록압력용기외부에 4 Mineral Wool Insulation 을실시하고, 3/8 Steel Shield로마무리처리함. - -
구분위험물안전관리법재보험사 NF(National Foam) SS-2000 소방설비 [ 위험물안전관리법시행규칙별표 17] 소화설비, 경보설비및피난설비의기준에따라소화난이도등급 I 에해당하고적응성을고려하여물분무소화설비, 포소화설비가설치되어야함. [LPG RTC] Water Spray 0.35gpm/ft2 로 Topside 에서처리함. [Heavier Liquid] Foam Foam Monitor Topside Foam Monitor 1.Foam- Water Sprinkler In the mounted rack canopy 가끔추가적으로 RTC 하단부에도 Foam Head 를설치함. 2. Nozzle 상단부에설치된 Foam Monitor 에의해서 Rack Area 을 Cover 하도록함. 4.4.1 소방용수필요량을토출할수있고, 각출하장마다최소 2 개의소화전을설치할수있도록충분한소화전이설치되어져야한다. 4.4.2 출하지점은최소한 1 개의모니터노즐의유효방사거리이내에쏠수있도록상기 4.4.1 소화전에모니터노즐을설치함. 5.4.1 출하장에서폼용액은 6.5LPM/m2(0.16 GPM/ft2) 이상으로공급되어야함. 5.4.2 각출하장의소방용수공급량은출하장에설치된소화전개수에 113m3/h 을곱하여산정하나, 567m3/h (2,500 GPM) 을초과할필요는없음. 8.3.1 트럭충진장및드럼충진장의폼시설은고정식 ( 저유소의경우 ) 으로하고, 울산 Complex 에서는상부고정식분사노즐을가진고정식시설로한다. 8.3.2 일반적으로방호면적 9.0m2 이하마다하나의폼분무노즐을설치하고, 노즐과노즐사이의간격은 3.6m2 이하로한다. 8.3.3 폼방출시간은 10 분이상으로한다. 8.3.4 반고정식의폼연결구를포함하여수동작동조절은위험지역에서최소 15m 이상떨어져설치한다. 8.3.5 폼분무방사노즐분무압력은일반적으로 2.1 ~ 5.3kg/cm2 이다.
5. 정량적위험성평가및결과분석 가. 수행목적 RTC 출하시설에대한피해범위분석을통하여개선사항을도출하고자함. 나. 세부내용 Hazard Identification : 출하시설에서발생할수있는다양한사고위험인지 가상시나리오도출 : 사고사례에비추어 3 가지시나리오도출 피해영향평가 (Consequence Analysis; Phast 6.4) - RTC 출하시설의사고피해영향계산 / 누출원 (Release ) 해석 - 액체풀의크기및풀화재 (Pool Fire) 의크기, 복사열피해반경 - 2 차 Event 인 Fire Ball 크기, 및피해범위
다. Hazard Identification RTC 출하시설에서발생할수있는사고유형은다음 Event Tree 와같이전개됨. Incident 발생 탈선 충돌 Overfilling Loading Arm 탈착 RTC 상부 Fire 상단활선접촉 누출없음 누출 Spark 발생 영향없음 장시간 Fire 외부환경오염 작업자감전 주변화차에 BLEVE 발생 Pool Fire Fire Ball
라. 사고시나리오도출및피해범위평가 탈선 / 충돌에의한누출후 Pool Fire RTC 가공장내에서탈선또는충돌후가연성물질이누출되어 ( 전파 ) 기계적 Spark 또는외부의알수없는점화원에의해 Pool Fire 발생 공정 RTC 출하시설 물질명 JP-8 사고 설비 RTC CAS No. - 설비 개요 취급물질 인화점 ( ) 38 이상 끓는점 ( ) 149 ~ 288 발화점 ) 230 사고 탈선또는충돌 운전상태 온도 ( ) 25 상태 압력 1.7kg/cm2 점화 무 Flow rate 45,000l/hr 원 Size 4 Line 상세사고진행상황 최종사고형태 Filing Up 되어있는 RTC 와타화차가충돌또는탈선에의해 Loading 된 JP-8 이전파로지면에누출됨. 미상의점화원 (Unknown Ignition Source) 에의해 Pool Fire 발생.
피해범위모델링결과 1) 피해범위결과 시나리오 피해범위 예상피해사항 Pool Fire Level1 (4 kw) : 110m Level2 (12.5kw) : 45m Level3(37.5kw) : 0m JP-8 누출후바람방향 ( 남향설정 ) 으로 Vapor 누출후점화되어직경 110m 까지 Pool Fire 에의한열복사의영향권에해당됨. 주변및근접설비손상이큼. 열복사수준별피해사항 참고사항 o 4kw /m2: 20초내보호되지않으면통증을느끼며피부가부풀어오름. o 12.5kw /m2 : 목재또는플라스틱튜브의착화가능한최소의에너지 o 37.5 kw/ m2 : 장치및설비가손상됨.
2) Time 별 Pool Fire Max. Vapor Concentration o 17.41 Sec. 이후 o 47.83 Sec. 이후
3) Pool Fire 열용량범위및거리
Loading 중 Loading Arm 이탈에의한누출 RTC 에 Loading 중 Humane Error 또는기계적결함에의해 Loading Arm 이누출되어 JP-8 누출 공정 RTC 출하시설 물질명 JP-8 사고 설비 RTC CAS No. - 설비 개요 취급물질 인화점 ( ) 38 이상 끓는점 ( ) 149 ~ 288 발화점 ) 230 사고 탈선또는충돌 운전상태 온도 ( ) 25 상태 압력 1.7kg/cm2 점화 무 Flow rate 45,000l/hr 원 Size 4 Line 상세사고진행상황 최종사고형태 RTC 에 Loading 중 Loading Arm 탈착으로인한 JP-8 누출. 미상의점화원 (Unknown Ignition Source) 에의해 Pool Fire 발생.
피해범위모델링결과 1) 피해범위결과 시나리오 피해범위 예상피해사항 Level1 (4 kw) : 16.1m JP-8 누출후바람방향 ( 남향설정 ) 으로 Vapor 누출후 Pool Fire Level2 (12.5kw) : 15.7m 점화되어직경 16.1m 까지 Pool Fire 가발생함. 그러나 Level3(37.5kw) : 0m 누출량이적어주변설비손상이그다지크지는않으나, Pool Fire 지속시타 RTC 에영향을줄가능성이있음. 열복사수준별피해사항 참고사항 o 4kw /m2: 20초내보호되지않으면통증을느끼며피부가부풀어오름. o 12.5kw /m2 : 목재또는플라스틱튜브의착화가능한최소의에너지 o 37.5 kw/ m2 : 장치및설비가손상됨.
2) Time 별 Pool Fire Max. Vapor Concentration
3) Pool Fire 열용량범위및거리
Pool Fire 에의한 Fire Ball 발생 RTC 지역에 Pool Fire 등의화재에의해주변에서 Loading 중인타 RTC 에 30 분이상가열됨에따라 BLEVE(Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) 발생후 Fire Ball 발생. 공정 RTC 출하시설 물질명 JP-8 사고 설비 RTC CAS No. - 설비 개요 취급물질 인화점 ( ) 38 이상 끓는점 ( ) 149 ~ 288 발화점 ) 230 사고 탈선또는충돌 운전상태 온도 ( ) 25 상태 압력 1.7kg/cm2 점화 무 Flow rate 45,000l/hr 원 Size 4 Line 상세사고진행상황 최종사고형태 최초처음 RTC 에의한 Pool Fire 발생 Fire Ball 이후주변타공정지역까지화염이파급됨. 후장시간 (30분이상 ) 가열시간에의해 인접 RTC 에 BLEVE 후 Fire Ball 발생.
피해범위모델링결과 1) Modeling 결과 시나리오 피해범위 예상피해사항 Fire Ball Level1 (4 kw) : 234.6m Level2 (12.5kw) : 136.4m Level3(37.5kw) : 80.8m Pool Fire 이후발생하는열용량에의해주변인접 Loading 중인 RTC ( 최대 60량 ) 및 Loading 이후출하를기다리는 RTC 까지 Fire Ball 이발생하는것으로가정하였으나, 빈도는극히낮을것으로예상됨. ( 이유는 Heavy 한유종을취급함에기인함.) 열복사수준별피해사항 참고사항 o 4kw /m2: 20초내보호되지않으면통증을느끼며피부가부풀어오름. o 12.5kw /m2 : 목재또는플라스틱튜브의착화가능한최소의에너지 o 37.5 kw/ m2 : 장치및설비가손상됨. 2) 과거 BLEVE 발생시 Fire Ball Size 및지름 ( 참조. Guidelines for Evaluating the Characteristics of Vapor Cloud Explosions, Flash Fires, and BLEVEs. CCPS) Year Place Fuel Initial Fuel Calculated Height Real Diameter Mass (Ton) Diameter 1970 Crescent City,IL Propane 75 250 150 ~ 200 245 1971 Houston,TX Vinyl Chloride 165-300 318 1972 Lynchburg, VA Propane 9-120 120 1973 Kingman, AR Propane 45-300 206 1974 St.Paul, MN LPG 10 100 100 125 1974 Aberdeen, Scotl. Butane 2-70 73 1976 Belt, MT LPG 80-300 250 1978 Lewisville, AR Vinyl Chloride 110-305 278
3) Reference 수식 o Kerosene Type Fuel 적용 (High,1968) 4) Fire Ball 측면및평면열용량범위및거리
5) Fire Ball Thermo radiation (4kw/cm 2 ) 영향범위
6. 안전성향상보완조치사항 Foam 소방설비설치 - 적법적 /Engineering 적인조건을만족하기위해선현재 TT 출하장과동일하게 Foam 설비를설치해야함.
- NF(National Foam. US) Design Guidelines - NF 는 Foam Head 설비또는 Foam 소화전설치에대해서권고하고있음. - 상세사항은 SS-2000(Fire Water System), 위험물안전관리법 에따라설비설치를실시.
Water Curtain 설비설치 - 피해예측결과최초 RTC 화재이후, 장시간화재시주변 RTC 들이가해지는열용량에의해 Fire Ball 결과가예상됨. - Loading 중인 RTC 의경우비상대응조치가 Foam 소화설비에의해서이루어지도록하며, 특히 Full Filling 된 RTC 의경우위험성이더클것으로판단됨. 따라서인접 RTC 설비화재시 Water Curtain 을설치하여냉각을통해복사열을차단시킬수있도록함. Water Curtain Water Drench Nozzle
Monitoring 장비보완설치 - CCTV (ex.tt 출하장설치 ) 소방배관확관및옥외소화전 /RCM 보완설치 - 향후소요되는 Water Curtain 및 Foam 소화설비사용량에따라확관및 Grid Type 개선이필수적임. 상세검토후이에이에적합한배관 Size 및 Design 으로조치하도록함. (8, 가지배관임.) - 소방배관은최소 12 이상 Line 으로확관하도록하며, 현재설치되어있는소화전이외에창고앞쪽에 2 기, RTC 북쪽에 2 기를설치하며 A 도로에서접근가능하도록간이출입문을설치하도록함. - Remote Control Monitor 높이 15m ~ 20m ( 설치시상세검토필요 ) 설치위치 RTC 창고와 Rail 사이
비상대응조치절차개선 - 현재 RTC 대피시간이 30 분 ~1 시간이걸림에따라 Fire Ball 및 Catastrophic Incident 에대한위험성상당히높음. 따라서정량적평가결과를반영한작업표준을개정후비상대응조치훈련을실시하도록함. - 또한유조차대피순서및대피공간, 그리고견인방법등에대해육상출하팀에서별도로검토를하여절차화하도록함. [ 끝 ]