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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
정전기 착화에 의한 분진 화재폭발사고 저감 연구
- 연구책임자
- 한우섭 외 4명
- 수 행 연 도
- 2019년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
1. 연구배경
- 국내 사업장에서 정전기 화재폭발사고가 매년 약 30건 발생하고 있으며 이로 인한 인적
및 물적 피해 예방을 위해 저감대책이 시급이 요구되고 있음- 정전기 예방을 위해 많이 사용되는 접지와 본딩은 배관 내부의 분진 등의 비전도성 물질
에는 효과가 거의 없기 때문에 정전기 방전이 최소착화에너지 이하가 되도록 하는 대책
이 요구됨
- 본 연구에서는 정전기 착화에 의한 화재폭발사고 저감을 위해 국내외의 화재폭발사고사 례를 통해 원인을 분석하고 정전용량 측정을 통한 정전압의 계산 및 정전압 측정에 의한 착화에너지 추정의 타당성을 검토하여 정전기 사고저감에 활용할 수 있는 방법을 제시하 고자 함.2. 주요연구내용
- 국내 정전기 착화에 의한 분진 화재폭발사고사례 분석 결과, 발생원인은 근로자 작업중 (67 %), 공정 운전중(33 %)으로 조사되었으며 작업자 기인에 의한 사고가 많았음
- 분진운의 착화 시에 화염의 발생은 일정 시간 경과후에 발생하며 PE(HD)분진의 착화 후 의 화염핵 생성 시간은 약 8 ms이었으며 불꽃 방전에 의한 분진 착화는 착화원 중심부 가 아닌 주변부에서 화염핵(Flame kernel)이 형성되며 착화원 발생 공간에서는 화염이 관 찰되지 않았음
- PE(HD) 등의 4종의 최소착화에너지(MIE)를 조사하고 PE(HD)의 정전용량(C)을 측정하고 정전압을 계산한 결과 문헌값을 사용하여 얻은 정전압의 결과와 거의 유사하였음
- 정전기 착화 위험성에 대한 정전용량(C)은 “작업중(인체대전), 분진 및 공정설비, 자료 없 는 분진” 등의 3가지로 분류하여 적용하는 방법을 제시하였으며, 정전용량의 효율적인 조 사방법을 위해 정전압과 MIE자료를 사용하여 Vex=[(2·E)/C]0.5에 의한 C값의 산출방법을 제안하였음
- 분진은 분산 횟수가 많아질수록 또한 동일 횟수의 조건에서는 농도가 클수록 정전압이 증가하였으며, 분진농도 증가에 따른 정전압의 증가율은 PMMA, PE(LD), PE (HD)의 순으 로 크게 나타났음
- 정전기 화재폭발 예방을 위한 안전 정전압을 조사한 결과, PE(HD), PE(LD)-1, PE(LD)-2, PMMA는 각각 2.58, 44.72, 25.82, 8.16 kV의 값이 얻어졌으며 공정설비의 정전압 측정값 을 사용하여 정전기 방전에너지를 계산하고 이러한 계산값이 MIE값의 이하가 되도록 정 전기 발생량을 저감시키는 대책을 제안하였음3. 연구담당자: 산업안전보건연구원 산업화학연구실 한우섭 부장
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문의처
- 연구기획부
- 제유리
- 052-703-0814
