[Plant, 가스안전] 1.플레어시스템의 정의와 목적_환경 측면에서의 플레어시스템(Flare System)

환경 측면에서의 플레어시스템(Flare System)에 대해 알아 보겠습니다.

 

플레어시스템은 정유 및 석유화학 공장의 안전관리에 중요한 역할을 담당하는 설비입니다. 그래서 한국산업안전보건공단(KOSHA), 한국가스안전공사(KGS) 뿐 아니라 한국환경공단에서도 플레어시스템에 대한 설계 및 관리 매뉴얼을 마련하고 있는데요. 한국환경공단의 자료를 통해 환경 측면에서의 플레어시스템에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

1. 플레어 시스템의 정의

정유 및 석유화학 산업의 공장은 생산품의 수직계열화에 따라 반응기, 증류탑, 열교환기 등 대형 압력장치들이 밀집되어 있으며, 각 장치 내부는 공정설계에 의해 일정 온도, 압력으로 운전됩니다.

그러나 화재 천재지변 등으로 과열 발생이나 각종 유틸리티(전기, 스팀, 냉각수, 계기용 공기(Instrument Air))의 공급 중단 및 오작동으로 인한 우발적 사고 발생 시 압력장치 내의 압력이 최고허용압력(MAWP, Maximum Allowable Working Pressure)을 초과하게 되면 배관 및 설비 등이 파열되어 대형사고를 초래할 수 있습니다.

최고허용압력을 초과하는 압력에 설비가 노출되는 것을 방지하기 위해 각 장치에는 압력을 완화시키는 안전장치를 설치하며, 안전장치를 통해 나오는 가스를 복사열로 인한 피해가 없도록 높은 위치에서 소각 처리하는 것이 플레어 스택(Flare Stack)의 기능입니다.

 

즉 플레어 시스템은 공장 안전을 지키기 위해 생성되는 폐가스를 안전하게 배출하고 이송/처리하여 소각하는 일련의 시스템을 의미합니다.

Guy-wire supported Flare Stack

2. 플래어 시스템의 목적

플레어시스템은 산업안전보건기준에 관한 규칙 제 267조 등 국내관련 법규, 규칙, 고시 등에 따라 안전밸브(PSV, Pressure Safety Valve) 등에서 배출되는 유해위험물질을 안전하게 처리하는 것을 목적으로 합니다. 따라서 플래어 시스템은 과압으로부터 설비를 항시 보호하는 역할 또한 수행합니다.

플레어시스템은 가스 폐기물을 안전하게 폐기할 수 있도록하며, 지역의 환경 제약에 따라 차이가 있으나 일반적으로 다음과 같은 경우 시스템을 사용합니다.

 

  - Start up 또는 Shut down 중 광범위한 배출가스 발생

  - 초과 공정으로 인한 플랜트 가스 배출

  - 안전밸브, 블로우 다운 및 감압 시스템에서 비상 방출되는 가스

 

다음 그림과 같이 공정 운전 중 다양한 원인으로 과압이 발생하며, 이러한 상황에서 과압으로부터 공정 및 설비를 보호하기 위해 안전밸브가 열리며 설비 내부의 가스가 플레어 시스템으로 배출됩니다. 플레어 시스템은 화재 및 정전과 같은 비상 상황 시 공정 전체에서 발생하는 대량의 배출가스를 수용할 수 있도록 설계해야 합니다.

 

과압 발생의 원인

     <공정 운전중 과압 발생의 주요 원인>

         (1) 전기적/기계적 고장

         (2) 유틸리티 공급 중단

         (3) 외부 화재

         (4) 용기 출구 차단

         (5) 열팽창

         (6) 밸브 고장

         (7) 리보일러 과열 공급

         (8) 환류액 공급 중단

         (9) 열교환기 관 파열

    

 

한국환경공단의 자료를 통해 플레어시스템의 정의와 목적을 알아봤습니다. 다음 포스팅에서는 플레어 시스템의 구성을 살펴보도록 하겠습니다.