플랜트 시설물의 방호벽 설계 적용을 위한 Open Pool 화염의 복사열 추정

Estimation of Radiation Heat Flux in Open Pool Flames for Application of Fire Protection Walls

석유화학 플랜트는 다양한 인화성 물질이 취급되며 고온과 고압의 배관에 인화성 유체가 이송되고 여러 공정이 복잡하게 구성되므로 대형 화재사고 사례에서 보듯이 다른 산업플랜트에 비해 화재 및 폭발의 위험성이 크다. 이러한 화재⋅폭발 위험성에 따른 인접 시설물의 피해를 저감하기 위해서는 물리적인 공간구획 방법인 방호벽 설치를 고려할 필요가 있다. 현재 국내에는 위험물안전관리법과 고압가스안전법 등에서 방호벽과 관련된 사양을 규정하고 있으나, 실제 석유화학 플랜트 시설물에 잠재된 화재위험성을 감안한 방호벽의 성능기준은 미비한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 방호벽 설계 적용을 위한 기초 연구로써 석유화학 플랜트에서 공정 중 용제로 사용되는 n-헵탄을 열원으로 하여 open pool 화재실험을 통해 open pool 화염의 크기에 따른 열방출률과 거리별 복사열 및 온도를 측정하였으며, open pool 화재에서의 복사열 수치해석 표준인 ISO 24678-7에 따른 산출결과와 비교하여 평가하였다.

Petrochemical plants are characterized by various flammable substances and complicated processes. Moreover, flammable fluids are transported through high-temperature and high-pressure pipes. To reduce the potential damage inflicted on adjacent facilities owing to the risk of fire and explosion, it is necessary to consider installing a fire protection wall, which is a physical space partitioning method. Currently, in Korea, the Dangerous Substances Safety Control Act and High-Pressure Gas Safety Act define the technical specifications of fire protection walls. However, there is no performance standard for fire protection walls considering the many possible fire hazards of petrochemical plants. Therefore, the heat release rate based on the size of open pool flames, radiation heat flux, and temperature per distance were measured through an open pool fire test using n-heptane, which is commonly used as a solvent in the production processes at petrochemical plants. The experimental results were evaluated by comparing them with values calculated according to ISO 24678-7, which is the standard for the numerical analysis of radiation heat flux in an open pool fire.