제126회 화공안전기술사 제1교시의 7번 문제로 출제된 안전밸브 설정치 결정 및 이유를 설명하라는 문제입니다. 안전밸브 설정치에 대한 계산문제는 KOSHA GUIDE D-18-2020(안전밸브 등의 배출 용량 산정 및 설치 등에 관한 기술지침)에 작성된 사항이며, 해당 내용을 바탕으로 계산할 수 있습니다.
안전밸브 설정치 계산문제
7. 다음 A, B 압력용기에 설치된 안전밸브 ① ∼ ④의 설정치(Setting value)를 결정하고, 그렇게 결정한 이유를 설명하시오. (안전밸브 설정치는 가능한 값 중 최고치를 기록)
문제의 힌트로 안전밸브 설정치는 가능한 값 중 최고치를 기록하라는 점, 그리고 2번, 4번은 예비용 안전밸브인 점, 그리고 배출원인이 배출구 닫힘과 외부 화재인 점을 보고 고려하면 되겠습니다.
안전밸브 설정압력 계산 근거
KOSHA GUIDE D-18-2020(안전밸브 등의 배출 용량 산정 및 설치 등에 관한 기술지침)을 참고하면 다음과 같습니다. 코샤 가이드 다운로드는 오른쪽 사이드바에 바로가기 링크를 통해 다운로드할 수 있습니다.
또한 산업안전보건 기준에 관한 규칙 제264조(안전밸브 등의 작동 요건)에 따라 다음과 같이 정하고 있습니다.
산업안전보건 기준에 관한 규칙 제264조(안전밸브 등의 작동 요건)
사업주는 제261조 제1항에 따라 설치한 안전밸브 등이 안전밸브 등을 통하여 보호하려는 설비의 최고 사용압력 이하에서 작동되도록 하여야 한다. 다만, 안전밸브 등이 2개 이상 설치된 경우에 1개는 최고 사용압력의 1.05배(외부 화재를 대비한 경우에는 1.1배) 이하에서 작동되도록 설치할 수 있다.
안전밸브 설정압력 풀이
<표 1> 안전밸브의 설정압력 및 축적 압력을 확인해 보면 화재시가 아닌 경우, 화재시인 경우 이렇게 두 가지로 나뉘게 되며, 다시 하나의 안전밸브 설치 시, 여러 개의 안전밸브 설치 시로 구분됩니다.
문제의 경우 A압력용기의 경우 화재시가 아닌 여러 개의 안전밸브 설치로 첫 번째 밸브는 설정압력 또는 최대 허용 압력의 100% 이하, 나머지 밸브는 설정압력 또는 최대 허용 압력의 105% 이하로 설치해야 합니다. 표를 참고하여 계산해 보면 다음과 같습니다.
PSV(1) = 4 MPa * 1 = 4 MPa
PSV(2) = 4 MPa * 1.05 = 4.2 MPa
B압력용기의 경우 화재 시의 경우로 여러 개의 안전밸브 설치입니다. 그리고 설계압력, 최대 허용 운전 압력(MAWP)이 명기되어 있는데요. 이 경우 첫 번째 밸브는 설정압력 또는 최대 허용 압력의 100% 이하, 나머지 밸브는 설정압력 또는 최대 허용 압력의 110% 이하로 설치해야 합니다.
표만 외우고 있는 경우 설계압력을 기준으로 설정압력을 산정할 수 있습니다. 하지만 표 밑 (가), (나)를 확인해 보면 설계압력 또는 최고 허용 압력 이하로 설정할 수 있다고 작성되어 있습니다.
여기서 문제를 다시 한번 보면, (안전밸브 설정치는 가능한 값 중 최고치를 기록)이라는 단서조항이 붙어 B압력용기의 경우 안전밸브 설계압력은 압력용기의 설계압력이 아닌 최대 허용 운전 압력을 기준으로 작성되어야 합니다. 표를 참고하여 계산해 보면 다음과 같습니다.
PSV(3) = 3 MPa * 1 = 3 MPa
PSV(4) = 3 MPa * 1.1 = 3.3 MPa
안전밸브와 관련된 KOSHA Giuide를 보고 표를 외우고 있는 분들이라면 쉽게 접근할 수 있는 문제인 것 같습니다. 하지만 중간에 있는 최대 허용 운전 압력이라는 함정 때문에 생각보다 높은 오답률을 기록할 것으로 보입니다.
제126회 화공안전기술사 제1교시의 7번 문제로 출제된 안전밸브 설정치(Setting value) 결정 계산해 보았습니다. 풀이가 잘못되거나 더욱 정확한 근거가 있는 경우 답글 바랍니다.
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