폭발위험장소 구분 – 일반사항

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안전보건규칙 별표 1

• 인화성 액체 : 인화점이 60℃ 이하인 물질 (원유, 납사, 가솔린, 에탄올, 메탄올, 헥산, 톨루엔 등)

* 101.3 kpa에서 인화점이 60℃ 이하이거나 고온, 고압의 운전조건으로 화재, 폭발 위험이 있는 상태에서 취급되는 가연성물질(열매유 등 해당 가낭) – 산압법 시행령 별표10

• 인화성 가스 : 폭발하한이 13%이하이거나 폭발상하한의 차가 12% 이상인 것으로서 101.3kpa 하의 20℃에서 가스상태인 물질 (도시가스, C3-LPG, C4-LPG, 수소, 암모니아, 황화수소 등)

*부피분을 15% LFL을 갖는 암모니아가 누출되면 개방된 공간에서 빠르게 소산되므로 무시한다

용어 정의

• 정상작동 (Normal Operation) –  설비가 설계변수 범위 내에서 작동되는 상태
• 일상정비 (Routine maintenance) –  설비의 적절한 성능을 유지하기 위하여 정상작동 중에 가끔 또는 주기적으로 실시하는 활동
• 드문 오작동 (Rare Malfunction) – 아주 드물게 발생될 수 있는 오작동의 유형
• 치명적 고장 (Catastrophic Failure) – 인화성 물질의 누출 결과로 공정 플랜트 및 제어 시스템의 설계 매개변수를 넘는 사고

안전원칙

▣ 목표

• 인화성 물질을 취급/저장하는 장소의 설비는 물질의 누출 빈도, 지속시간 및 누출률에 대하여 정상 또는 비정상작동과 관계없이,
• 해당 물질의 누출로 인한 폭발위험장소의 범위가 최소가 되도록 설계, 제조, 운전 및 정비
• 공정장비 및 시스템에서 인화성 물질이 누출될 수 있는 부분을 조사하여, 누출 가능성, 빈도, 누출률 및 누출속도가 최소화 될 수 있도록 설계변경 고려가 중요함

 

▣ 시기

• 공장의 설계 초기 단계에서 검토

 

▣ 예외

• 시운전, 비이상정비와 같은 비정상 작동상태의 경우, EHA(폭발위험장소) 구분이 적합하지 않을 수 있음
• 정상작동 상태 이외의 활동의 경우에는 안전작업 시스템으로 다룬다
• 폭발위험장소 구분은 모든 일상 정비를 고려한다

 

▣ 폭발성 가스 분위기 조성될 수 있는 경우,

• 점화원 주위에 폭발성 가스 분위기의 생성될 가능성을 제거한다
• 또는, 점화원 제거한다

 

▣ 폭발성 가스 분위기 조성이 불가능한 경우,

• 동시 발생 가능성을 합리적으로 실현 가능한 정도로 낮게 되도록, 보호조치, 공정기긱, 시스템 및 절차의 선정과 준비 필요
• 이런 조치가 신뢰도가 높으면 개별적으로 사용될 수 있다
• 다만, 필요한 안전수준을 달성하기 위해서는 서로 조합하여 수행해야 한다.

 

폭발위험장소(EHA) 구분 목적

▣ 개요

• 폭발성 가스 분위기가 생성될 우려가 있는 장소에서 전기설비를 안전하게 사용, 적절한 선정, 설치/가동을 위한 환경 분석/구분하는 방법
• 발화에너지(가스그룹) 및 발화온도(온도등급)와 같은 가스/증기 발화특성 고려
• 주 목적 : EHS의 종별과 범위 결정

 

▣ 구체적 목표

• 설계 또는 적합한 운전절차를 통하여 0종 및 1종 장소의 수와 범위 최소화 필요
• 인화성 물질의 누출을 피할 수 없는 경우에는 2차 누출등급의 공정설비로 제한
• 2차 누출등급이 불가능한 경우에는 누출량과 누출률 제한
• 필요한 경우 비정상작동 시에도 대기로 누출되는 인화성 물질의 양이 최소화되도록 공정설비를 설계, 운전 및 배치

 

▣ EHA 구분 완료 후 조치

• 폭발위험장소 구분 책임자와 협의없이 설비와 운전절차 변경 금지
• 공장과 운전절차 변경 시에는 구분도 최신화 필요(공장의 수명 내내 검토 필요)

 

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폭발 위험성평가

▣ 기기보호수준 EPL (Equipment Protection Level) 결정

– 폭발위험장소(EHA) 구분 완료 후 다음의 목적을 위해 위험성평가 수행

• 폭발분위기의 점화 시 더 높은 보호수준(EPL)의 설비 필요성 여부 판단
• 일상적으로 요구하는 수준보다 낮은 보호수준(EPL)의 설비 사용 정당화

*EPL (기기보호수준) : 점화원으로 될 가능성과 가스 및 분진 폭발위험분위기의 위험정도를 구분하기 위하여 기기에 적용되는 보호수준 (참조 600079-0, 60079-14)

 

위험장소의 분류	기기 보호수준(EPL)
0종	Ga
1종	Ga 또는 Gb
2종	Ga, Gb 또는 Gc

▣ 무시가능한 범위 (Negligible extent, NE)

• 일부 경우에는 NE지역이 발생하는데 비위험장소로 간주
• 폭발이 발생한다면 무시가능한 결과를 발생할 수 있는 지역

– 예) 천연가스의 구름 

1) 평균농도가 LFL의 50% 정도이면서,

2) 0.1㎥ 또는 대상 밀폐공간의 1.0% 중 작은 값보다 작은 부피

기기보호수준 EPL 에 따른 기기의 선정

▣ Ga 를 요구하는 장소의 사용기기

• Ga를 요구하느 장소에서 사용할 수 있는 전기기기나 회로는 기기기 Ga로 표시가 되어 있거나, Ga의 요구조건을 만족하는 것으로 등록된 방폭구조 (아래표 참조)
• 전기설비는 해당지역에 적합한 방폭구조로써 요구조건에 따라 설치하여야 한다. IEC 60079-26에 따라 조합된 방폭구조가 Ga로 표시되어 있으면 해당지역에 적합한 방폭구조로써 요구조건을 동시에 만족하여야 한다

 

▣ Gb 를 요구하는 장소의 사용기기

• Gb를 요구하는 장소에서 사용할 수 있는 전기기기나 회로는 기가가 Ga 또는 Gb로 표시되어 있거나, Ga 또는 Gb의 요구조건을 만족하는 것으로서 등록된 방폭구조 (아래표 참조)
• Ga의 요구조건을 만족하는 기기가 Gb 기기만을 요구하는 장소에 설치되는 경우에 개별적 방호기술의 추가요구사항으로 인하여 방폭구조의 요구사항이 변경되는 경우를 제외하고는 해당 방폭구조의 모든 요구조건을 충족하여야 한다.

 

▣ Gc 를 요구하는 장소의 사용기기

• Gc를 요구하는 장소에서 사용할 수 있는 전기기기나 회로는 기기가 Ga, Gb, 및 Gc 로 표시되어 있거나, 해당 방폭구제에 적합한 것으로 요구조건을 만족하고 있는 방폭구조이어야 한다 (아래표 참조)
• Ga 또는 Gc의 요구조건을 만족하는 기기가 Gc 기기만을 요구하는 장소에 설치되는 경우에는 개별적 방호기술의 추가요구사항으로 인하여 방폭구조의 요구사항이 변경되는 경우를 제외하고는 해당 방폭구조의 모든 요구조건을 충족하여야 한다 (KOSHA GUIDE E-48, 2016)

 

[방폭구조와 기기보호수준 관계]

기기보호수준	방폭구조	기호
Ga (Zone 0)	본질안전	ia
	몰드구조	mA
	각기 EPL “Gb”에 맞는 2가지 독립된 보호구조	–
	광방사를 사용하는 기기와 송신시스템의 보호	–
Gb (Zone 1)	“Ga” 장소의 방폭구조 포함
	내압용기	d
	안전증	e
	본질안전	ib
	몰드	m, mb
	유입	o
	압력	p, px, py
	충전	q
	필드 본질안전개념 (FISCO)	–
	광방사를 사용하는 기기와 송신시스템의 보호	–
Gc (Zone 2)	“Ga, Gb” 장소의 방폭구조 포함
	본질안전	ic
	몰드	mc
	비점화	n 또는 nA
	제한급기	nR
	에너지 제한	nL
	스파크 기기	nC
	가압용기	pz
	필드버스 비점화개념 (FNICO)	–
	광방사를 사용하는 기기와 송신시스템의 보호	–

EHA 구분 수행자의 자질 (Competence of personnel)

▣ 전문가(필수 자질)

• 인화성 물질의 물성에 대한 관련성과 중요성 이해
• 가스/증기의 확산 원리 이해
• 공정과 설비에 대한 숙련도

▣ 참여인력

• 전기 및 기계 엔지니어
• 안전책임자
• EHA 구분 경험자 (적절한 정기 교육/훈련 필요, 국가규정, 표준 또는 회사 요구에 맞는 능숙도 입증)

* KOSHA Guide : 가스 폭발위험장소에서의 전기설비 설계, 선정 및 설치에 관한 기술지침