그라비아잉크 제조 사업장의 화재·폭발 영향범위 검토 시 환기량이 미치는 영향에 관한 연구 :A Study on the Effect of Ventilation Volume in Reviewing the Range of Fire and Explosion Impact in Gravure Ink Manufacturing Plant

장호수

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자료유형: 학위논문

저자정보: 장호수 (한국산업기술대학교, 한국산업기술대학교 지식기반기술·에너지대학원)

지도교수: 박승준

발행연도: 2022

저작권: 한국산업기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수4

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2022

그라비아잉크 제조 사업장의 화재·폭발 영향범위 검토 시 환기량이 미치는 영향에 관한 연구

장호수 생명화공 2022.01 학위논문

2021

그라비아잉크 제조 사업장의 화재·폭발 영향범위 검토 시 환기량이 미치는 영향에 관한 연구

장호수 , 박승준 , 김덕현 한국도시환경학회지 2021.01 학술저널

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그라비아잉크 사업장의 인화성액체 화재 및 폭발범위 최소화를 위해 환기량 영향을 분석하였다. 환기량 변화요소는 강제환기팬 설치를 가정하였다. 폭발 영향범위 분석은‘KS C IEC 60079-10-1:2015의 2nd 에디션’을 활용하여 산정하였다. 정량적 위험성 평가는 한국산업안전보건공단에서 배포한 E-CA 프로그램을 활용하여 화재 및 폭발 영향범위를 분석하였다. 사업장 기본정보는 경기도 화성시에 위치한 그라비아잉크 제조사업장의 설비배치도면 및 건축도면을 활용하였다.
신규 그라비아잉크 제조사업장의 강제환기팬 미설치 시 화재 및 폭발 영향범위 분석결과와 강제환기팬 설치 후 변화되는 분석결과를 비교하였다. 강제환기팬 풍량은 최소 1.25 m3/s에서 최대 13.8 m3/s로 적용하였다. KS C IEC 60079-10-1:2015의 폭발범위 산정식에 따른 환기희석 등급은 상승하여 고희석 비방폭구역 설정이 가능하였다. E-CA 정량적평가 프로그램에 따른 인화성 화재 확산범위 결과값은 가스농도 범위별 평균 37% 감소된 영향범위 결과가 분석되었다.
본 연구를 통해 그라비아잉크 사업장의 영향범위 검토 시 강제환기팬 설치에 의한 환기량 증가로 화재 및 폭발범위 감소를 확인하였다. 그에 따라 인화성액체 취급 시에는 강제환기를 통한 근로자의 위험성 피해가 줄어들 것이며 신규 제조소 설립 시 강제환기팬 설치를 검토하여 올바른 방폭구역 설계 및 위험구역 설정이 가능할 것으로 판단된다.

The effects of ventilation were analyzed as the scope of flammable liquid fires and explosions at gravure ink plant was minimized. Elements of change in ventilation volume were assumed to be the installation of forced ventilation fan. The analysis of the explosion impact range was calculated by utilizing the“2nd Edition of KS C IEC 60079-10-1: 2015.”The quantitative risk assessment was utilized by the E-CA program distributed by the Korea Occupational Safety and Health Agency to analyze the scope of the impact of fires and explosions. The basic information of the workplace was the layout drawings and architectural drawings of the gravure ink manufacturing plant located in Hwaseong, Gyeonggi-do.
The results of the analysis of the impact of the fire and explosion when the forced ventilation fan was not installed at the new gravure ink manufacturing plant and the results of the changed analysis after the installation of the forced ventilation fan were compared. The wind volume of the forced ventilation fan was applied from at least 1.25 m3/s to a maximum of 13.8 m3/s. The rating of ventilation stones according to the calculation formula of the scope of KS C IEC 60079-10-1:2015''s explosion was risen, enabling the establishment of a highly diluted non-proof zone. The results of the spread of flammable fires under the E-CA quantitative assessment program were analyzed as a result of a range of effects with an average 37% reduction in the range of gas concentrations.
Through this study, a reduction in the scope of fire and explosion was confirmed due to an increase in the amount of ventilation caused by the installation of forced ventilation fans when reviewing the scope of the impact of the gravure ink plant. As a result, when handling flammable liquids, the risk to workers through forced ventilation will be reduced, and the installation of a forced ventilation fan will be considered when establishing a new manufacturing plant, making it possible to design a proper explosion-proof zone and set up a dangerous area.

#KS C IEC 60079-10-1:2015 #E-CA 정량적평가 프로그램 #인화성액체 #강제환기팬

List of Table v
List of Figure ix
국문요약 xiii
제 1 장 서 론 1
제 1 절 연구의 배경 1
제 2 절 연구의 필요성 4
제 2 장 이론적 배경 6
제 1 절 기본 개념 6
제 2 절 국내 폭발사고 사례 7
1. 2015년 경기도 ○○(주) 혼합용제 포장공정 화재 7
가. 사고개요 7
나. 주안점 8
제 3 절 폭발위험장소의 구분 9
1. 폭발위험장소 적용범위 9
2. 누출원 계산 산출법 10
가. 누출 구멍 크기 및 누출원 반경 11
나. 액체의 누출률 12
다. 가스의 누출률 12
라. 누출특성 13
3. 희석등급 15
4. 폭발위험장소의 추정 16
5. 강제환기 17
제 4 절 사고영향분석의 구분 19
1. 사고영향분석의 정의 19
2. 사고피해예측 절차 20
3. 누출 21
가. 누출의 형태 21
나. 누출결과 21
4. 피해예측 22
가. 확산 22
나. 화재(복사열) 22
다. 증기운 폭발 23
5. 위험 기준의 정립 23
가. 확산 23
나. 화재(복사열) 24
다. 증기운 폭발 26
제 5 절 E-CA 프로그램 27
1. 사고피해예측 모델 특성 31
가. 가우시안 플럼(Gaussian Plume) 모델 33
나. 가우시안 퍼프(puff) 모델 35
다. SLAB 모델 37
2. 급성노출기준 40
가. AEGL 40
나. ERPG 41
다. TEEL 42
라. PAC 43
제 3 장 연구방법 44
제 1 절 그라비아잉크 사업장 선정 44
제 2 절 환기량 산정 45
1. 강제환기 미적용 시 환기량 산정 46
2. 강제환기 적용 시 환기량 산정 47
제 3 절 KS C IEC 60079-10-1:2015 48
1. 누출률 계산 50
2. 폭발위험장소의 구분 56
3. 환기희석차트의 평가 58
제 4 절 E-CA 프로그램 60
1. 기상조건 자료 입력 60
2. E-CA 프로그램 Data 입력 64
3. 사고시나리오 선정 67
4. 사고시나리오 결과 70
제 4 장 연구결과 72
제 1 절 KS C IEC 60079-10-1:2015 분석결과 72
1. 환기량 2.15 m3/s 적용 시의 폭발영향범위 산정 결과 72
2. 환기량 3.40 m3/s 적용 시의 폭발영향범위 산정 결과 77
3. 환기량 7.15 m3/s 적용 시의 폭발영향범위 산정 결과 82
4. 환기량 16.0 m3/s 적용 시의 폭발영향범위 산정 결과 87
제 2 절 E-CA 프로그램 분석결과 94
1. 환기량 2.15 m3/s 적용 시의 사고영향범위 산정 결과 94
2. 환기량 3.40 m3/s 적용 시의 사고영향범위 산정 결과 110
3. 환기량 7.15 m3/s 적용 시의 사고영향범위 산정 결과 126
4. 환기량 16.0 m3/s 적용 시의 사고영향범위 산정 결과 142
제 3 절 기타 인화성액체 영향범위 분석결과 161
1. 메틸아세테이트 폭발영향범위 산정 결과 161
2. 메틸아세테이트 사고영향범위 산정 결과 163
3. 메틸아세테이트 영향범위 분석결과 검토 166
제 5 장 결 론 167
참고문헌 169
APPENDIX 173
ABSTRACT 188

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