옥외탱크 누출, 폭발 및 화재 시 대응방안에 관한 연구 :The study on the countermeasure plans about leakage, explosion and fire of atmospheric storage tank

이갑규

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이갑규 (동양대학교, 동양대학교 대학원)

지도교수: 권영호

발행연도: 2017

저작권: 동양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수16

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

옥외탱크 누출, 폭발 및 화재 시 대응방안에 관한 연구

이갑규 건설공학과 2017.01 학위논문

2016

옥외저장탱크 누출, 폭발 및 화재사고 대응방안에 관한 고찰

이갑규 한국화재소방학회 논문지 2016.01 학술저널

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지난 2014.4.4.(금)14:50, 울산소재 대형 옥외저장탱크에 원유 충전 중 누출사고가 발생하여 사고현장에 긴급구조통제단이 가동됐다. 사고업체, 소방기관 및 유관기관이 지휘소에 모여 대응과 수습방안을 논의한 뒤 전원차단 및 시설작동 금지, 가연성가스 농도 측정, 유증기 발생 억제, 누출 원유를 타탱크와 공정과정으로 이송, 해양오염 방지조치 등의 협업체계를 구축하여 수습하였다. 이 과정에서 유증기 발생방지와 점화원 차단을 가장 중요시하여 조치함으로써 사고업체와 소방기관이 가장 우려했던 폭발과 화재는 발생하지 않았다. 이에 본 연구는 일반적인 재난의 긴급구조통제단과는 다르게 운영해야 할 옥외탱크의 유류 누출, 폭발 및 화재 시의 긴급구조통제단 운영체계 개선을 제시하고, 옥외탱크 유류 누출로 인한 폭발과 화재사고로 전이했을 경우를 가정한 방유제 바닥 종류에 따른 화염 확산속도와 연소시간을 실험 비교하였고, 소방차 포 노즐의 방사각도와 펌프압력에 따른 방사거리와 포의 도포면적을 실험 분석하였으며, 누출시킨 유류에 불을 붙여 소화에 필요한 포소화약제별 혼합비율과 소요량 및 소화시간에 대하여도 실험 비교함으로서, 이후 옥외저장탱크에서 유류 누출이나 폭발 및 화재가 발생한 경우를 대비한 효과적인 현장대응과 수습방안을 제시하는 데 중점을 두었다. 유류는 물질 자체의 인체에 대한 유해성, 공기와 혼합한 유증기의 폭발성 및 낮은 온도에서도 점화원과 접촉 시에는 화재로의 발전이 용이한 가연성 등의 성질로 인해 타 물질의 사고에 비해 소방대응과 수습이 어렵다. 이러한 유류는 옥내, 옥내탱크, 옥외, 옥외탱크, 지하탱크, 이동탱크, 선박탱크 및 지하암반탱크 등의 형태로 저장된다. 이중 일반적이면서 가장 많이 저장되는 형태가 옥외탱크로 저장되는 방식이다. 따라서 본 연구에서는 옥외탱크저장소의 설치 및 유지관리에 관한 실태와 기준을 검토하고, 옥외탱크에서 발생했던 누출과 폭발 및 화재에 대한 기존 사례를 통해서 사고의 특성과 위험성을 알아보며, 이를 교훈삼아 이들 사고에 대한 대응방안을 마련하고자 연구하였다. 이러한 위험물 안전사고를 예방하기 위해 자체 소방대와 소방기관이 대처할 수 있는 소방장비를 확보하고 안전시설과 소방시설을 설치하며, 사고에 대비한 훈련을 실시하여 사고 대비에 만전을 기할 것을 강조하였다. 사고가 발생한 경우에는 자체에 설치된 소방시설의 정상 작동과 자체 소방대의 신속한 사고대응 및 수습이 무엇보다 중요하며, 자체 소방시설과 소방대만으로 사고 대응과 수습이 불가능한 경우에는 출동한 소방기관 및 유관기관이 협업하여 사고대응 및 수습할 방안 제시에 중점을 두어 연구하였다.

Crude oil leakage from a large atmospheric storage tank occurred on 4 April 2014 at 14:50 in Ulsan City, while storing crude oil in the tank. The Emergency Rescue Control Group was deployed to the scene. The company, Fire Service Headquarters and associated agencies, combined in the Command Post (CP) to discuss an effective corresponding strategy. Many solution plans were drafted in the debate, such as power down, stopping the facilities, checking the density of inflammable gas, suppressing oil evaporation, moving the leaked crude oil to a nearby tank and processing plant, and avoiding marine pollution. All the solutions were carried out in cooperation with several agencies and partners. The oil leakage accident was settled successfully within the process of responding. The Fire Service Headquarters and the company thought that the most important thing was the suppression of oil evaporation and the elimination of ignition sources. With every effort of the Fire Service Headquarters and several agencies'', no explosion or fire occurred at the scene. This study suggests an improvement of the operating system in Emergency Rescue Control Group in the case of petroleum leakage, explosions, and fire accidents of atmospheric storage tanks, which is different from that of an ordinary disaster. Assuming that petroleum leakage in an atmospheric storage tank can become an explosion and fire hazard, the spreading speed of the flame and the burning time was examined and compared with each other, according to the type of the floor materials in containment wall. The mixing ratio and demand quantity of fire extinguishing agents was also checked with each other according to the suppression time. Furthermore, this study concentrated on the effective field response plan prepared for the afterward explosion and fire accidents from petroleum leakage in a storage tank, with the database experimented and analyzed in accordance with the angle of radiation in the foam nozzle and the pressure of pumping in a fire engine. It is more difficult to counteract and straighten out leakage, explosion and fire from dangerous substances than any other materials because of the substantial characteristics of dangerous substances, such as the harmfulness to humans, the explosiveness of combustible gas which is mixed with air and the inflammability which is contact with an ignition source in spite of the low temperature. Dangerous substances are stored in a various forms, such as indoor storage, indoor storage tanks, outdoor storage, aboveground atmospheric storage tanks, underground storage tanks, vessel tanks and underground rock cavern tanks. Among these, the aboveground atmospheric storage tanks are the most common forms of oil storage. This study aims to investigate the safety standards of installation and maintenance about the atmospheric storage tank, review the cases of oil leakage, explosion and fire, and diagnose the riskiness of dangerous substances. Through this process, the fire safety plan has been studied and learned from these incidents in this study. To prevent accidents involving hazardous substances, this study asserted that an in-house fire brigade and the fire authorities should not only prepare firefighting equipment, install a variety of safety facilities and fire protection system for accidents involving chemicals or hazardous materials, but also fulfill effective fire-drills in those sites. In case of accidents involving hazardous substances, it is more important that firefighting system should be working in order and an in-house fire brigade should rapidly cope with accidents in the early stage. If the accident cannot be handled at the very beginning, this study would suggest a cooperative method that fire department and related organization collaborate with each other in those situations to access the accident and draft possible solutions as the accident becomes beyond their control.

#옥외탱크 #화재진압 #대응방안

제1장 서론 1
제1절 연구의 배경과 목적 1
1. 연구의 배경 1
2. 연구의 목적 2
제2절 연구의 범위와 방법 3
1. 연구의 범위 3
2. 연구의 방법 4
제2장 본론 6
제1절 국내 옥외탱크 현황과 실태 6
1. 현황 6
2. 옥외탱크 구조 및 설치기준 9
1) 옥외탱크의 종류(지붕형태에 따른 분류) 10
(1) 콘루프탱크 11
(2) 돔루프탱크 11
(3) 부상지붕형 12
(4) 내부 부상지붕식형 12
(5) 구형탱크 12
(6) 기타 12
2) 옥외탱크의 구조 12
(1) 탱크의 구조 13
(2) 탱크본체 13
(3) 보강링 15
(4) 부속물 15
(5) 부속품 15
3) 옥외탱크저장소의 설치기준 15
(1) 옥외탱크저장소와 다른 건축물 등과의 안전거리 15
(2) 보유공지 16
(3) 표지 및 게시판 16
(4) 기초 및 지반 16
(5) 안전장치시설 17
(6) 방유제 17
(7) 소화설비 19
(8) 포소화약제 25
제2절 ㈜OO사 옥외탱크 누출사고 개황 27
1. 사고 수습 및 연구방향 27
1) 사고발생 27
2) 사고수습 27
3) 연구방향 29
2. 사고탱크 구조 및 누출 상황 29
1) 원유 입고 및 제품화 과정 29
2) 누출사고 탱크 구조 및 누출 상황 31
제3절 긴급구조통제단 설치, 대응 및 수습 34
1. 긴급구조통제단 설치 34
2. 타 사례와 비교 34
3. 누출사고 대응 및 수습 36
4. 토양 복구활동 37
제4절 옥외탱크 유류 누출, 폭발 및 화재의 위험성 37
1. 누출 37
2. 폭발 38
3. 화재 42
4. 위험성 분석결과 45
제5절 옥외탱크 방유제 유류 누출화재 실험 47
1. 개요 47
2. 등유 누출화재 48
3. 경유 누출화재 49
4. 휘발유 누출화재 50
5. 원유 누출화재 51
6. 실험결과 분석 52
제6절 소방차 포 방사실험 53
1. 개요 53
2. 방사각도 15° 54
3. 방사각도 30° 55
4. 방사각도 45° 56
5. 실험결과 분석 56
제7절 포 소화약제 화재진압 실험 57
1. 개요 57
2. 등유화재 진압실험 58
3. 경유화재 진압실험 59
4. 휘발유화재 진압실험 59
5. 원유화재 진압실험 59
1) 수성막포 59
2) 합성계면활성제포 60
3) 알콜포 60
4) 실험결과 분석 61
(1) 등유, 경유 및 휘발유 61
(2) 원유 63
(3) 실험결과 분석 65
제8절 옥외탱크 포 방사훈련 66
1. 개요 66
2. 고성능화학차 67
3. 경화학차 68
4. 펌프차 68
5. 훈련결과 분석 69
제9절 긴급구조통제단 운영 개선 69
1. 긴급구조통제단 운영 69
1) 조직 70
(1) 누출 71
(2) 폭발 및 화재 74
2) 단계별 가동체계 78
(1) 대비단계 78
(2) 대응1단계 78
(3) 대응2단계 78
(4) 대응3단계 78
2. 누출, 폭발 및 화재 대응활동 체계 78
1) 누출 78
2) 폭발 및 화재 80
제10절 옥외탱크 특성을 고려한 화재진압 81
1. 옥외탱크 특성 81
2. 옥외탱크 형태별 화재특성 82
1) 콘루프탱크 83
2) 플로우팅루프탱크 84
3) 인터널프로우팅루프탱크 84
3. 옥외탱크 화재진압 방법 85
1) 일반사항 85
(1) 고정지붕식탱크 본체와 방유제 화재 85
(2) 부상지붕식탱크 화재 86
2) 소방대원의 대응활동 86
(1) 사고대비 훈련 87
(2) 출동 중 조치사항 89
(3) 현장도착 후 조치사항 90
3) 화재 상황에 따른 화재진압 91
(1) 열류층이 형성된 경우 91
(2) 인접 탱크 냉각 92
(3) 적응 소화약제 사용 92
제3장 결론 93
제1절 결론 93
제2절 제언 96
참고문헌 98
영문초록 99

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