Developing Scenario in LOPA

LOPA를 통해 일련의 event를 만들어 가는 과정으로 여기에는 initiating event, IPL failure (PFD) 그리고 이로 인한 원하지 않는 결과를 보여준다. 시나리오를 구성하는 각 component와 hazard evaluation이나 HAZOP이 아닌 다른 source에서 어떻게 시나리오가 전개되는지 알아 보았다.

​

​

시나리오는 계획되지 않은 event이며 따라서 원하지 않는 결과를 야기할 수 있다. 각 시나리오는 적어도 2개의 component로 구성되며 하나는 event chain을 시작하는 initiating event이며, 다른 하나는 극단적으로 나타날 수 있는 사고의 결과이다. (pair 구조)

​

​

보다 본질적인 안전 개념은 initiating event의 결과를 방지하거나 줄임으로서 시나리오를 제거하여 위험을 줄이도록 하며, 예를 들어 독성물질 저장 용기의 저장량을 줄일 경우 파열이나 누출로 인한 위험도 역시 크게 줄일 수 있다. 그리고 용기가 내부 압력에 견디거나 pump의 shut off head에 견디며 relief flow가 대기가 아닌 flare로 배출할 경우 이러한 시나리오의 결과 치명도는 줄거나 없앨 수 있다.

​

​

initiating event는 반드시 하나의 consequence와 쌍을 이루며 만약 initiating event가 여러 개의 사고결과를 야기할 수 있다면 각각의 pair를 이루도록 시나리오를 여러 개 구성해야 한다.

​

​

시나리오는 initiating event, consequence외에 다음과 같은 요인을 추가할 수 있다. 즉, initiating event가 consequence로 야기하기 전 발생하거나 존재할 수 있는 enabling event나 condition이 있을 수 있고, safeguard의 failure도 고려할 수 있다. (모든 safeguard가 IPL이 될 수 없지만, 모든 IPL은 safeguard가 될 수 있다.)

​

​

​

​

 

​

추가적으로 누출된 물질의 인화정도에 따른 점화 가능성과 event에 영향을 받는 지역에 운전원이 존재할 확률도 conditional modifier로서 검토되어야 한다. 그리고 evacuation이나 protective action을 취할 확률과 물적 피해의 크기도 고려할 수 있다.

​

​

enabling event의 예로 cooling loss일 경우 batch 반응기의 runaway 발열반응을 야기할 때 이는 오직 반응을 하고 있을 경우만 해당된다. 이 때 반응이 enabling condition이며 일년을 기준으로 반응시간을 고려할 때 1/10이라면 이를 고려한 frequency가 되어야 한다.

​

​

위 반응기에 과압을 방지하기 위해 alarm, operator intervention, manual venting, SIF, relief device 등 많은 safeguard가 있을 수 있다. 하지만 이러한 safeguard에 대한 검토를 통해 LOPA를 위한 IPL의 요구조건을 충족하는 2개만 고려한다.

​

​

interlock을 포함한 BPCS (Basic Process Control System) 기능이 고온/고압을 인지하여 폭주반응으로 진전되지 않도록 조치를 취할 수 있고, 적절히 sizing되고 유지 관리된 relief device도 과압을 방지하므로 IPL로 간주된다.

​

인지된 시나리오 (candidate scenario)를 LOPA에서 요구하는 수준으로 developing을 한다.

​

 

​

하지만 최근의 HAZOP양상은 원인 및 결과에 대한 빈도 data 및 치명도 data를 적용하여 정량화를 하기 위해 upgrade하는 사업장이 늘고 있다. 따라서 LOPA와의 차이가 점점 불명확해지지만 LOPA의 원래 목적인 IPL의 건정성과 SIL 수준을 검토하는데 활용될 수 있다.

​

​

identified scenario를 develop하고 documented하며 아래 table에 따라 진행된다.

​

결과의 치명도 계산에 영향을 주는 어떠한 factor들도 포함이 되고 근거를 위해 documented되어야 한다. 이 과정에서 IPL이 논리적으로 사고로 전개되는데 방지 역할을 할 수 있는지 검증을 한다.

​

​

예를 들어 반응기 cooling loss일 경우 과압 및 leak를 야기하는 시나리오가 있을 수 있고, 외부 화재로 인한 과압으로 leak를 야기하는 시나리오가 있을 수 있다. 그리고 reflux loss로 인해 과압 및 leak를 야기하는 시나리오가 가능하다. 하지만 high temperature trip은 첫번째와 세번째에 대해서는 보호기능이 있지만, 두번째 외부 화재에 대해서는 보호기능을 할 수 없다. 아울러 relief valve가 IPL로 인정을 받기 위해서는 위 3가지 경우의 relief load를 모두 cover해야 보호기능이 있다. 만약 가장 작은 relief load case만 고려했다면 다른 2가지 시나리오에 대해서는 IPL로 인정할 수 없게 된다.

​

​

initiating event가 identified되었다면 consequence로 이어지는데 enabling event나 condition이 요구되는지 검토해야 한다.

​

​

다음으로 극단적으로 예상되는 consequence에 대해 논의한다. 치명정도나 type에 대해 category화할 수도 있다. 이어서 현재 고려된 safeguard에 대해 모두 찾아서 list-up을 한다. 이후 IPL filtering을 통해 LOPA기준에 부합하는 IPL만 계산에 고려한다.

​

​

간혹 LOPA를 통해 검토과정에서 추가적인 IPL을 발견하거나 initiating event의 frequency가 HAZOP 당시 보다 더 낮아 consequence에 미치는 영향이 작아 시나리오를 변경해야 할 수도 있다. 혹은 반대의 경우로 HAZOP 당시 검토된 safeguard가 IPL로 인정을 전혀 못받거나 초기 원인에 대한 frequency가 HAZOP 당시 보다 빈도가 더 커서 serious consequence를 야기할 수도 있다. 아울러 시나리오를 develop하면서 시스템에 대한 이해도가 커지면서 새로운 시나리오를 만들 수도 있으며 이는 LOPA의 장점중의 하나이다.

 

 

#initiating_event#IPL#enabling_event#coincidient#modifier#존재확률#점화확률#evacuation#frequency#alarm#intervention#SIF#BPCS#relief#candidate#SIL#consequence#safeguard#HAZOP