목적
폭연, 폭굉의 화염 전파 방지를 위한 화염 방지기 설치에 관한 기술 지침
적용 범위
인화점 60도 미만의 인화성 액체의 증기나 가연성 가스를 대기로 방출하는 설비나 화염의 전파가 우려되는 배관등에 적용하며 인화점이 38~60도인 경우에는 화염방지기 대신 인화방지망을 설치할 수 있다. (개정된 위험물 안전 관리법 시행규칙에 따라 38도 미만은 무조건 화염 방지기를 설치해야 함.) 하지만 인화점이 100도 이하이더라도 저장온도가 인화점을 초과하는 경우에는 화염방지기를 설치해야 한다.
위험물 안전관리법 시행규칙
부칙 제3조(화염방지장치 및 인화방지장치 설치에 관한 경과조치) 부칙 제1조 제3호에 따른 시행일 전에 법 제6조제1항 본문에 따른 설치허가를 받은 옥외탱크저장소의 경우에는 별표 6 Ⅵ 제7호가목3)의 개정규정에도 불구하고 종전의 규정에 따른다. 다만, 해당 옥외탱크저장소에 대해서 부칙 제1조 제3호에 따른 시행일 이후 법 제6조제1항 단서에 따른 변경허가(이 규칙 별표 1의2 제3호마목부터 사목까지, 거목 및 서목에 해당하는 변경허가는 제외한다) 또는 정밀정기검사를 신청하는 경우에는 별표 6 Ⅵ 제7호가목3)의 개정규정에 따른다.
용량 선정
API 2000 기준에 따른 breathing용량으로서 설비로 인입 혹은 배출되는 최대 액체 유량 및 태양열에 의해 증발이나 바람이나 눈, 비로 인해 응축되는 정도를 고려하여 설비내 진공이나 가압상태가 되지 않도록 선정된 용량 이상이어야 한다.
작동원리
고온의 화염의 열을 화염방지기에서 흡수, 발산시켜 반대쪽에 있는 가연성 가스가 자연 발화온도에 이르지 못하도록 연소 온도를 낮추어 준다.
관련 규격 및 법규
API RP 2028, API RP12N, UL 525, BS 7244, KS B6845, 위험물 안전 관리법
소염소자
화염 방지기 내부에 설치되는 내식, 1000도 이상의 내열성 재질로서 금망, 소결 금속, 다공판, 주름리본, 기타 금속이나 무기재료를 이용한 것으로서 화염을 차단시키는 역할을 하는 것. 매년 1회 이상 막힘, 부식, 변형, 파손 등의 상태를 확인하고 통기가 잘 되도록 청소를 해야 한다. 이물질 제거를 위한 정비작업이 용이해야 함. 다만 분진, 중합 등으로 막힘이 자주 일어날 우려가 있는 경우에는 점검 주기를 단축한다. H2S, 황성분이 배관내에서 자연발화성 물질로 전환될 우려가 있는 경우에는 소염소자식 화염 방지기를 사용할 수 없다.
액봉식 화염 방지기
소염소자를 사용하지 않고 통기관 끝부분을 액체에 담금으로서 외부의 화염이 설비 내부로 전달되지 않도록 한 것이며 본체는 불연성이고 1000도 이상의 내열성이 있어야 하고, 담금 액체에 대하여 내식성이 있어야 한다. 담금 액체는 비독성이며 불연성 액체로서 보호 대상 화학설비에서 취급하는 물질에 대하여 화학적으로 안정해야 한다. 최대 운전압력을 고려하여 seal 높이를 결정하고, 동결의 우려가 있다면 방지설비도 고려한다. 액면 확인을 위해 level gauge나 sight glass를 설치하고 필요에 따라 make-up을 할 수 있어야 한다. 액면의 높이 변동에 따라 화염방지 성능에 영향을 줄 수 있다면 자동 액위 조절을 하거나 알람을 설정하여 운전을 정지할 수도 있다.
통기관에 breather valve가 있는 경우는 당해 화학설비와 breather valve사이에 화염방지기를 설치하며, 화염 방지기 성능을 갖는 통기밸브인 경우 별도의 화염 방지기 설치를 생략할 수 있다. 화염방지기가 결빙, 승화, 응축되어 막힐 우려가 있는 경우에는 보온 등 적절한 결빙 방지 조치를 해야 한다.
폭발압력을 배출할 수 있도록 파열판등 폭발압력 방산구조를 적용한 경우에는 배관의 길이가 길어 폭굉파로 인해 폭연 화염방지기 기능을 상실할 우려가 있는 경우라도 폭굉 대신 폭연 화염 방지기를 설치할 수 있다. 파열판이 없는 경우라면 배관의 길이가 길 경우 폭굉 화염 방지기를 설치해야 한다.
인화 방지망: 화염방지기와 비슷한 기능이지만 성능면에서 떨어지고 외부에서 발생한 화염의 전파를 억제하기 위해 통기관끝에 설치하는 40메시 정도의 구리망으로 만들어진 인화방지 장치이다.
최대 시험 안전 틈새
가연성 가스의 모든 농도에 대해 내부의 혼합 가스에 점화했을 때 25mm의 틈새 길이를 통하여 외부의 혼합가스에 점화를 일으키지 않는 최대 틈새크기를 말하여, 틈새가 작을수록 critical함. 0.9mm이상은 IIA로 구분, 0.5~0.9mm는 IIB로 구분, 0.5mm이하는 IIC로 폭발등급을 구분한다.
관말단 외에도 관내에 설치하며 이는 주로 flammable을 저장, 취급하는 설비 사이에 연결된 배관 중에 설치하여 일방의 설비에서 화재 및 폭발이 발생할 경우 반대편으로의 화염 전파를 차단하는 보호기능으로 비교적 짧은 배관은 폭연방지기를, 긴 배관내에서 가속화된 폭굉파가 발생할 경우 폭굉방지기를 설치한다.
제조자는 화염방지기 형식 및 폭발 등급을 명시해야 한다. 즉, 관말단 화염방지기, 관내 폭연방지기, 관내 폭굉 방지기 그리고 폭발등급은 IIA, IIB, IIC로 구분한다.
폭연 (Deflagration): 연소에 의한 폭발 충격파가 미반응 매질 속에서 음속 이하의 속도로 이동하는 폭발현상
폭굉 (Detonation): 연소에 의한 폭발 충격파가 미반응 매질 속에서 음속보다 빠른 속도로 이동하는 폭발현상
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