정량적 위험성 평가 (QRA: Quantitative Risk Assessment)

공정 운전과 관련된 위험을 정량화하기 위한 정형화되고 체계화된 위험 분석 방법으로서 만병 통치약과 같은 절대적인 것은 아니지만 작업자, 주변 환경, 회사 자산, 회사 평판에 영향을 주는 노출된 위험을 이해하는데 중요한 tool이며, 위험 감소를 위한 경제적인 대안을 결정하는데 기준이 되고, 공장 설비의 전 주기 동안 위험을 관리하기 위한 중요한 가이드가 된다.

​심각한 결과를 야기하는 일련의 위험 시나리오를 HAZOP 스터디를 통해 찾고, 이 중 안전 및 비상상황을 고려한 safety system은 LOPA 방법을 이용하여 SIL level을 결정한다. 위험 시나리오와 관련된 사고 빈도는 ETA나 FTA를 이용하여 결정하고, 사고 (화재, 폭발, 독성 누출)로부터 발생된 결과는 DNV의 PHAST (Process Hazard Analysis Software Tool) or Equivalent를 이용하여 분석한다. 아울러 jet fire, flash fire, VCE등 누출에 따른 영향의 가능성을 결정한다.

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* A flash fire is a sudden, intense fire caused by ignition of a mixture of air and a dispersed flammable substance such as a solid (including dust), flammable or combustible liquid (such as an aerosol or fine mist), or a flammable gas. It is characterized by high temperature, short duration, and a rapidly moving flame front.

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QRA를 맹신해서도 안되며 위험성 평가를 시작하기 전에 QRA가 가장 적절한 방법인지 확신이 있어야 한다. 즉, 사막에 설치될 가스 플랜트에 QRA를 적용하는 것이 적절한지 판단을 해야 하며 예를 들어 occupied building이 hazardous area로부터 충분히 떨어진 곳에 설치되어 있어서 요구되는 이격 거리를 검증하는데 QRA 말고 간단한 consequence modelling도 충분할 것이다. 아울러 semi-QRA가 더 적절할 수도 있다. 즉 risk matrix를 통해 risk reduction이 요구되는 high risk area를 인지할 수 있고 경우에 따라서 risk의 full quantification이 요구되지 않을 수도 있다.

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과거에는 사람이 상주하는 빌딩이 위험지역으로부터 충분히 떨어져 설치되어 있음을 확신하였기 때문에 QRA기법이 많이 사용되지 못했다. 하지만 HF Alkylation과 같이 HF의 leak로 인한 독성 물질이 매우 멀리 도달될 수 있음에 따라 QRA기법을 이용하여 다양한 risk reduction option에 대한 경제성을 검토하여 의사결정을 하고 있다. 과거 주요 사고 사례에 대한 스터디 결과가 반영되어야 좀더 신뢰를 줄 수 있는 QRA결과가 도출될 수 있으며 QRA를 효율적으로 수행하기 위해서는 어떤 시나리오를 포함하고 제외할 지 screening이 필요하다.​

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QRA 절차

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QRA 시나리오 인지

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HAZID를 통해 plant내 존재할 수 있는 위험을 인지하고 이를 이용하여 QRA에 포함될 시나리오를 확정한다. Hazard study는 인지된 hazard에 대해 예상되는 사고 가능성과 사고 결과에 대해 정성적으로 rank를 부여하고 그 중 심각한 결과에 대해 QRA를 통해 정량적으로 접근한다.

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toxic이나 flammable같은 hazardous 물질을 취급하는 모든 지역이 QRA대상이지만 이 경우 수백 가지 이상의 시나리오가 가능하므로 분석을 좀더 간단히 할 수 있도록 설비들을 유사한 운전 조건 및 유사한 유체를 포함하는 isolable section 단위로 분류한다.

 

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빈도 평가

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Isolable section으로부터 누출에 대한 빈도를 계산하기 위해 equipment개수 및 DB를 통한 equipment별 누출 빈도를 곱한다. 경험에 따른 Hole size의 범위를 정하고, 누출에 따른 예상되는 결과를 ETA를 통해 protection system failure와 점화의 가능성을 고려한다.

 

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사고결과 평가

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화재, 폭발, 가스확산에 대한 결과를 예상하기 위한 다양한 모델이 있으며 특히 사람에 미치는 영향은 치명도 확률 측면에서 결정이 된다. 아울러 자산이나 환경, 대외적 평판에 미치는 영향도 고려한다.

 

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위험 분석

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수치로 위험의 정도를 표현하기 위해 결과와 빈도의 data가 QRA model에 integration되며 offshore QRA는 spreadsheet로 수행할 수 있지만 onshore QRA는 보통 commercial software를 이용한다. Offshore risk는 IRPA (Individual Risk Per Annum)과 PLL (Potential Loss of Life) 형태로 계산을 하며, 반면 onshore risk는 IRPA 뿐만 아니라 LSIR (Location-Specific Individual Risk) contour, F-N curve를 계산한다.

 

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위험 평가

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최종 도출된 위험 수준은 법규나 작업장의 위험 허용 기준과 비교 및 평가를 하며, 아울러 위험 수준에 가장 크게 영향을 미치는 원인을 찾아 development를 통해 risk reduction을 한다. CBA (Cost Benefit Analysis)는 QRA분석에 보완적인 tool이며 이는 경제성을 고려한 risk reduction rank를 부여하는데 이용한다. 이렇게 QRA를 통해 risk reduction을 위한 option간의 cost effective한 option을 선정할 수 있도록 baseline을 제공하며 아래 그래프에서 option4가 상대적으로 가장 낮은 비용으로 가장 큰 risk reduction을 보여주므로 attractive하며 Combined option을 case by case로 고려할 수 있다. 따라서 QRA는 단지 안전 및 환경의 기준을 만족하는 것만이 아니라 가장 경쟁력있는 설계가 되도록 solution을 제공하고 있다.

simplified comparison of risk reduction vs cost

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QRA는 적용하는 data나 적용 방법, 가정들에 대해 불확실성이 존재할 수 있으므로 평가 결과에 대해 적절한 해석 및 이해가 필요하다.​

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다음은 실무에서 3rd party에서 수행한 QRA report에 대한 review결과이며 project형태 및 계약형태에 따라 그 내용이 달라질 수 있다.

 

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QRA는 해상 platform과 같은 offshore의 criticality를 고려하여 위험성 평가의 tool로서 많이 이용되고 있으며 onshore에도 project수행시 work scope에 포함되어 적용하고 있는 추세이다. 비단 화학공장뿐만 아니라 nuclear, mining이나 tunnel등 위험한 작업이 예상될 경우 위험성 평가를 통해 보완책을 강구하고 있다.

 

​Hazardous chemical 취급과 major accident event에 대한 risk의 정확한 예측 모델링이 요구되고 있으며 이에 대한 하나의 방법으로 DNV Phast/Safeti와 같은 commercial program을 사용하여 QRA를 수행한다. 이를 통해 plant 설계나 운전의 중요한 의사결정을 위한 기준이 되며 안전 법규를 준수하는 수단이 된다.

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QRA를 통해 Event의 결과로 HSE측면에서의 정량적 분석, 사회적 위험 분석, 법적 기준 만족 여부 확인, 비상탈출로 및 집결지에 대한 안전성 검토, 비상 대응 계획, 점유 빌딩 위치 및 안전성 검토를 수행할 수 있다.

 

 

 

 

Objectives

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Facility와 관련된 hazard를 인지하고 인지된 hazard에 대한 빈도와 잠재적인 결과를 결정하고 도출된 위험에 대해 허용치 이하로 낮출 수 있는 protection system이 있는지 확인하여 facility와 관련된 risk를 Risk Contours, Individual Risk Per Annum (IRPA), Potential Loss of Life (PLL), F-N Plots을 이용하여 Plant operation관련 사람이나 자산에 미치는 위험요소를 정량적으로 평가한다.

 

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Hydrocarbon 누출에 대한 빈도를 결정하고 toxic risk뿐만 아니라 모든 process risk로부터의 LSIR risk contour값을 계산하고 설비나 배관으로부터 release되는 flammable, toxic에 의해 운전원들에 미치는 치명적인 위험도인 IRPA를 추정하고 공장 주변의 지역 주민에 미치는 영향을 분석하기 위한 F-N curve를 만들어 risk를 정량화하여 계산된 위험을 ALARP수준으로 관리될 수 있도록 risk reduction option을 분석한다.

 

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Methodology

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Consequence나 risk modelling은 DNV SAFETI V8.22으로 QRA 수행하며 잠재적인 모든 hazard를 확인하고 (정성적 스크리닝) major hazard (credible event, 치명적 영향을 주거나 plant에 심각한 영향을 주는 위험요소)에 대해 빈도와 결과 분석을 수행한다.

 

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빈도분석에는 leak frequency, ignition probability, safety system을 검토하고 결과분석에는 Thermal radiation level, explosion overpressure, toxic dispersion에 대해 검토한다.

 

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이후 risk분석 및 integration을 하여 치명도 위험 수준과 acceptable criteria와 비교하여 도출된 위험이 negligible하다면 normal precaution을 유지하고, ALARP수준이라면 alternative를 검토하여 모든 위험이 ALARP만큼 줄일 수 있도록 하고 intolerable하다면 unacceptable함에 따라 전반적인 시스템 재검토가 필요하다.

 

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Assumption

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Jet fire, flash fire, fireball과 같은 flammable hazard, VCE과 같은 overpressure hazard, toxic material의 확산에 따른 toxic hazard로부터 노출된 위험에 대한 평가의 결과로 LSIR (Location Specific Individual Risk), IRPA (Individual Risk Per Annum), Societal Risk형태로 보여진다.

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Jet fire로 인한 fireproofing, critical equipment support나 structure 혹은 pipe rack, ESD valve, building에 대한 blast overpressure requirement에 대한 평가를 포함하고, Escape route에 대한 적합성을 검토한다. (적어도 하나의 alternative escape route를 고려해야 함)

 

 

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Major accident event / hazard Identification

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LOC (Loss Of Containment)를 통한 leak, fire, explosion의 credible hazard 정도와 지속기간을 추정하기 위해 release hydrocarbon의 온도, 압력, inventory volume을 고려하고 이를 통해 consequence type을 결정한다. 이들 종류로는 pool fire, jet fire, flash fire, VCE, toxic dispersion, 그리고 잠재적인 후속 event인 BLEVE등이 있다.

 

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HAZID (HAZard IDentification)에는 먼저 hazardous (flammable or toxic) stream을 확인하고 ESDV로 system을 나눌 수 있는지 확인하고 검토할 section을 PFD상에 marked-up한다. 해당 section에서 가장 보수적인 결과를 줄 수 있는 stream을 HMB에서 선정한 후 그 stream의 온도, 압력, inventory등을 define한다.

 

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Process description, PFD, P&ID, HMB, plot plan을 review하여 체계적인 접근으로 desktop hazard screening을 진행하여 Major accident event는 HC의 loss of containment로 화재, 폭발, 가스 확산 (flammable/toxic)을 야기하고 이러한 hazard에 대한 consequence modelling을 수행한다.

 

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Potential hazardous scenario는 isolable section에 대해 PFD의 stream기준으로 나열하고 inventory양, 온도, 압력, phase에 따라 jet fire, flash fire, pool fire, toxic gas dispersion으로 구분한다.

 

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DNV Phast V8.22로 VCE을 모델링하기 위해 TNO multi-energy model이 이용되며 이 모델은 폭발 source로서 Congested area를 이용한다. Congested area는 plot plan과 3D model을 이용하여 결정되며 각 congested area의 class를 결정하기 위해 TNO yellow book을 이용한다. 분류된 class number가 낮으면 일정 거리에 있는 occupied building에 영향이 거의 없으며 중간 정도의 number는 거리에 따른 overpressure decay curve를 분리하여 고려하고, 수치가 클수록 폭발 과압을 야기하여 건물이나 구조물의 붕괴를 야기할 수 있다.

 

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Congested area간 9.1m 떨어져 있으면 개별 area로 간주하고 그 이내에 있으면 하나의 area로 간주한다. Congested area 높이는 7.6m이며 이는 제한된 dense dispersing cloud때문이다. congested area class number는 점화 source 강도, 혼잡도, confinement, blockage ratio에 따라 결정되며 점화는 source물성치에 따라 deflagration이나 detonation을 야기하며 이들은 점화 에너지의 차이에 따라 달라지며, Detonation은 일어날 가능성이 매우 낮아 일반적으로 deflagration인 낮은 점화 에너지를 고려한다.

 

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Vapor cloud ignition은 전기기계의 sparking이나 고온 표면, 마찰의 결과로 나타날 수 있다. Congestion은 구조물, 설비에 의해 점유된 flame front path의 부분적 area로 정의되며 refinery는 기본적으로 high obstruction으로 분류된다.

 

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Blockage ratio는 congested area내 존재하는 설비의 양과 관련되며, wall로 bounded될 경우 confine되었다고 하지만 refinery는 벽으로 나누어지지 않고 open facility이므로 unconfined이다. 따라서 low ignition high obstruction, unconfined를 기준으로 congested area class가 부여되었다. 다만, compressor shelter처럼 부분적 confined area는 한 단계 높게 분류된다.

 

 

 

Frequency analysis

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빈도 분석은 검토중인 event의 발생 가능성 및 예상되는 빈도를 추정하며 이에 대한 방법으로는 section내에 존재하는 valve, flange, instrument, pipe, vessel들의 다양한 failure를 야기하는 parts의 개수이며, 이들로부터 release에 대한 historical leak failure frequency data는 OGP (Oil & Gas Producer international association)와 같은 international guideline을 통해 확인한다.

 

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즉, parts개수와 DB로부터 유추된 leak frequency를 조합하여 release frequency를 추정하며, 점화 확률 (ignition probabilities)은 release rate에 따라 즉시 점화 혹은 지연 점화로서 DNV Safeti 8.22에 포함되어 이는 대규모 액체 누출 혹은 대규모 가스 누출에 대한 모델링에 토대를 둔다. 비중은 즉시 점화와 지연 점화의 비율을 30:70으로 고려하고 가스 누출시의 점화가능성이 액체누출시의 점화가능성보다 release rate가 클수록 그 차이가 커진다.

 

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위험성 평가에서 빈도는 공학적 지식, 전문가 판단, 역사적 경험, 분석 방법을 기준으로 추정하며 역사적 경험은 주로 과거의 사고, failure rate, failure probabilities의 정보로 기존 운전을 통해 확보된 통계 data로 나타난다.

 

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Leak frequency는 hole size에 따라 차등 계산되어 hole이 작을수록 빈도가 높다. Unit별 년간 leak frequency table을 만들고 가장 기여도가 높은 unit가 기본적으로 vessel, pump, compressor등 equipment가 많아 leak frequency가 높다.

 

 

 

Consequence Analysis / Result

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Pool fire/jet fire/flammable gas dispersion/toxic gas dispersion/CO dispersion이 예상되며 모든 hazard source에 대해 잠재적인 결과를 평가하고, loss of containment에 대한 consequence modelling은 대표적인 hole size범위내에서 DNV Safeti V8.22를 이용하여 수행하고 해당 프로젝트에서는 5, 25, 100, 150mm hole을 사용한다.

 

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이 때 release consequence를 위해 사용된 기후 조건은 D5 (안정도 D와 풍속 5m/s, 전형적인 구름 낀 하늘 기준, 대부분 시간에 해당)와 F2 (안정도 F와 2m/s 풍속, 주로 저녁시간이며 최악의 dispersion result를 야기함)를 기준으로 모델링하였다.

 

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Initial release rate를 기준으로 consequence를 모델링하였지만, release가 pump나 compressor와 같은 flow limiting device의 downstream이라면 max release rate는 pump의 경우 design flow의 120%, compressor의 경우 design flow의 115%로 제한하였다.

 

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Jet fire: 고압 가스나 액체로부터 release의 점화에 의해 야기되며 liquid release가 gas release보다 훨씬 큰 release rate와 jet fire크기를 야기하며, Jet fire는 momentum driven이라서 매우 위험하다. 개별 source에 대해 모든 inventory내용물이 release되는 시간, release rate에 따른 flame length를 계산하고, 허용 radiation level (4.7/6.3/12.5/37.5kW/m2)이 되도록 필요한 distance가 계산이 된다. 단, flammable material이 거의 없는 unit의 경우 jet fire consequence result는 얻을 수 없다.

 

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Pool fire: 압력하에서 release될 때 액체는 airborne aerosol이나 pool을 형성하며 운전 압력과 hole size, vapor pressure에 따라 aerosol인지 pool인지 혹은 두 가지 조합인지 결정이 되며 pool size는 release rate, spillage containment condition, drainage/bund에 의존하고 적절한 drainage가 있다면 pool size를 줄일 수 있다. Pool fire와 관련된 주요 위험은 thermal radiation이며 이는 heat radiation에 장기간 노출되기 전에 그 지역을 벗어날 수 있어서 momentum driven인 jet fire에 비해 덜 위험하다. 개별 source에 대해 pool diameter를 계산하고 허용 radiation level (4.7/6.3/12.5/37.5kW/m2)이 되도록 필요한 distance가 계산이 된다.

 

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Flash fire: flammable cloud가 정체된 지역 밖에서 충분한 크기가 되면 점화가 발생시 flash fire가 일어난다. 그 크기는 release를 따라 LFL에 이르는 지점까지의 거리이다.

 

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VCE: release gas가 정체된 지역 내에 누적될 경우 발생하며 blast의 정도는 정체된 혹은 confined volume에 의존하여 DNV SAFETI V 8.22의 multi energy model을 이용하여 모델링을 한다. TNO multi energy method를 통해 PES (Potential Explosion Site) congestion, confinement 및 점화에너지를 나타내는 blast source strength curve를 선정한다. Peak explosion overpressure와 specific overpressure까지의 거리는 blast source strength에 의존한다.

 

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Flammable gas dispersion: 25mm hole을 통한 0.5LFL과 LFL 지점까지의 확산 거리를 보여주며 단, flammable material이 거의 없는 unit의 경우 flammable dispersion consequence result는 얻을 수 없다.

 

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Toxic gas (H2S) dispersion: CO나 H2S를 포함한 유체가 leak될 때 lethal 농도를 결정하기 위해 consequence modelling을 수행한다. 결과적으로 사망할 확률, 노출 시간을 계산한다. 25mm hole을 통해 확산하여 도달된 농도가 10/27/100/700ppm까지의 거리를 계산하고 H2S외에도 SO2, NO에 대해서도 농도 level에 따른 contour circle을 작성한다.

 

 

Risk analysis: DNV SAFETI V8.22를 이용하여 치명적 위험성 평가를 수행한다. 즉, 빈도 분석과 결과 분석의 결과를 integration하여 LSIR (Location Specific Individual Risk), IRPA (Individual Risk Per Annum), PLL (Potential Loss of Life) 측면의 risk level을 유도한다. 특히 IRPA계산은 in house spreadsheet를 이용하여 facility에서의 manning level과 shift pattern을 고려한다. 공장 밖의 사람들에 미치는 영향을 확인하기 위해 F-N curve를 만들어 UK HSE기준에 따르는지 확인한다. 위험성 평가 기준과 비교하여 unacceptable risk에 대해 검토를 하여 그 위험수준을 ALARP에 맞도록 mitigation을 제안한다.

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​Fire and thermal radiation impact assessment

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계산 결과 frequency criteria인 1E-04/year에서 jet fire thermal radiation contour 37.5kW/m2이내인지 확인하여 이내인 경우 fire escalation을 방지하기 위해 equipment structure, pipe rack support, ESD valve, building에 대해 fire proofing을 적용한다. Impairment criteria는 37.5kW/m2이고 10분 동안의 노출 기준이며 ESD valve인 경우 actuator, control system을 포함하여 valve는 fire safe operation (Passive Fire Protection)이 되어야 한다.

 

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위 기준치를 초과할 경우 jet fire scenario에 대해 fire protection을 고려하고, 기준을 초과하는 빌딩이 있는지 확인하고, Pool fire scenario에 따른 fire proofing requirement는 API2218에 따라 진행한다.

 

 

 

Explosion overpressure impact assessment

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1E-04/yr의 빈도를 초과하는 Overpressure design accidental load값이 계산되며 빌딩의 blast design criteria에 이용된다

 

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Control room이나 실험실, operator shelter, panel room처럼 사람이 상주하거나 사람이 없더라도 process에 미치는 영향이 큰 Sub station과 같은 Critical 빌딩에 미치는 VCE impact을 평가한다.

 

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과압을 초과하는 빈도 E-04, E-05, E-06/yr로부터 과압 design accidental load (압력 단위)를 계산하여 list로 작성한다.

 

 

 

Gas dispersion impact assessment

 

미연소 인화성가스 확산, H2S 확산, CO 확산에 대해 25mm hole size누출을 기준으로 영향을 평가하고 H2S toxic LSIR contour를 보여주며 Toxic LSIR의 최대치는 E-03/yr이며, 주로 H2S를 handling하는 unit에 집중된다.

 

 

 

 

Escape Evacuation and Rescue Assessment (EERA)

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Risk scenario하에서 탈출로 및 집결지의 적절성을 확인하며 Jet fire, pool fire, 미연소 인화성가스, 독성가스 누출, VCE, explosion등으로부터 탈출로 및 집결지의 안전성을 평가한다.

 

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Impairment criteria의 Thermal radiation은 4.7kW/m2이고 over pressure explosion은 0.2bar이며 IDLH농도값 관련 H2S는 100ppm, CO는 1200ppm이다. 30분동안 탈출 없이도 아무런 영향이 없는 농도이며 25mm hole과 대기조건은 F2와 D5기준이다.

 

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Alternative escape route (main route에 반대편 방향을 고려하여 바람이나 fire방향, release방향을 고려하여 선택적으로 탈출할 수 있도록)를 고려하되 jet fire, pool fire의 thermal radiation에 따라 하나의 route에 영향을 줄 경우 다른 route가 가능하다면 acceptable하다. 몇 군데 집결지를 고려하며 집결지에 대해서도 jet fire, pool fire, toxic release, VCE에 대한 영향을 평가한다.

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PHAST에서는 jet fire에 대한 간섭을 고려하지 않지만, 실제는 설비나 구조물에 의해 thermal radiation에 대해 shield역할을 하므로 좀더 보수적인 결과를 얻을 수 있다.

 

 

 

Safety distance

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Jet fire consequence distance에 근거한 BL valve위치의 적절성을 확인하여 jet fire발생시 화재에 operator가 노출되어 valve조작이 불가능한지 여부를 검토한다. 이에 대한 solution으로 flange orientation을 adjusting하여 jet fire가 block valve나 주변 설비로 직접 향하지 않도록 하고 이 방법이 불가하다면 flange guard를 고려하여 jet flame이 주변 밸브나 설비에 영향을 주지 않도록 한다.

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Hole size는 10mm기준으로 검토하여 equipment간 15m이내에 대해 분석하여 jet fire flame기준은 37.5kW/m2이며 주로 unit block valve나 burner로부터 주변 설비간의 안전거리를 검토한다. Jet flame길이를 계산하여 37.5kW/m2에 도달되는 거리가 15m이상인지 확인하는 절차로 진행한다.

 

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Risk Assessment / tolerability criteria

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모든 시나리오의 위험을 포함하는 LSIR (Location Specific Individual Risk)은 safeti V8.22 모델링을 이용하여 계산하고, 이는 특정지역에 1년 365일 동안 사람이 존재하여 노출되는 위험으로 정의되며 unit별로 계산된다.

 

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LSIR값에 다양한 장소의 worker group의 점유에 대한 값을 곱하여 IRPA (Individual Risk Per Annum)값을 계산하고 IRPA의 risk tolerability는 최소 ALARP이하이어야 한다.

 

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Risk tolerability criteria는 UK HSE기준이며 개별적인 작업자에 대한 위험 평가는 IRPA를 이용하여 upper값은 E-03/yr이며 public에 대해서는 E-04/yr를 적용한다. 이 max값 이상은 unacceptable하고 그 아래는 ALARP이며 tolerable하고, E-06/yr이하는 무시할 정도로 broadly acceptable하다.

 

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Society risk criteria는 F-N curve로 나타내며 주로 offsite인 공장 밖 거주자에 대한 영향을 검토하며, tolerable threshold 역시 UK HSE기준이다. 이는 누적된 빈도 (cumulated Frequency)와 치명도 수 (Number of fatalities)의 관계를 보여주며, F-N curve는 intolerable (max)과 broadly acceptable (min) line내에 존재해야 한다.

 

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PLL (Potential Loss of Life)은 주로 plant내부 작업자에 대한 영향을 검토하며 Risk acceptance criteria는 없고, 이는 주어진 시간 안에 치명적인 사고의 통계적 수치로서, 년간 수치로 측정하고 major risk contributor를 추적하는데 유용하다.

 

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==== Result ====

 

QRA

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Unit 및 빌딩에 대해 최대 LSIR값과 평균 LSIR값 계산과 LSIR contour를 작성하고 Toxic LSIR값을 계산하여 그 정도가 기준치인 1E-05이내이면 (위험) 공장 내로 들어갈 경우 H2S zone entry requirement를 따라야 한다.

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다양한 지역에 존재하는 다양한 작업자들에 대한 IRPA값을 계산하여 max IRPA값이 ALARP내에 있는지 확인하고 Project scope에 대한 onsite population PLL, offsite population F-N curve에 대해 societal risk를 계산하여 ALARP이내인지 확인한다.

 

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Fire and thermal radiation impact assessment

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Jet fire thermal radiation contour내에 unit나 빌딩이 있는지 확인한다.

 

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Explosion over pressure impact assessment

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다양한 frequency에서 over pressure design accidental load (압력단위)를 계산하고 이 중 E-04/yr의 빈도에서의 load가 building blast design criteria에 이용된다.

 

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Escape Evacuation and Rescue Assessment (EERA)

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2가지의 route중 적어도 하나라도 위험에 노출되지 않아야 하고 아울러 여러 집결지 중 적어도 하나라도 위험에 노출되지 않아야 한다.

 

 

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Safety distance review

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Jet fire로부터 equipment나 BL valve의 안전거리가 적절한지 평가하여 부적절할 경우에는 fire에 노출되어 valve조작이 불가하므로 안전거리를 충분히 유지해야 하며 혹은 flange 방향을 조정하거나 guard를 설치한다.

 

 

 

 

 

Recommendation

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1E-04/yr LSIR contour값이 plant fence를 넘어 외부 사람들에게 영향을 줄 수도 있으며, 비록 offsite population F-N curve가 ALARP이내에 있더라도 COMPANY emergency response plan에 Pre Incident Plan을 포함하도록 update하여, plant내 주요 비상상황이 발생될 때 외부 사람들에게 즉시 알릴 수 있는 방법을 포함해야 한다.

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결과 frequency criteria인 1E-04/year에서 jet fire thermal radiation contour 37.5kW/m2이내에 있을 경우 해당 설비와 support structure에 대해 적절한 fireproofing을 고려하여 jet fire escalation인 경우에도 설비나 구조의 기계적 강도를 유지하거나 연장할 수 있어야 한다. 아울러 pipe rack이 이 범위 내에 있다면 pipe rack의 붕괴를 막기 위해 fireproofing되어야 한다.

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아울러 1E-04/year jet fire contour내부에 있는 ESD valve들의 actuator, control system은 fire safe operation이 되도록 설계되어야 하며, BDV가 fireproofing zone지역내 위치할 경우 PFP (Passive Fire Protection)를 고려해야 한다.

 

 

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