비등 액체 팽창 증기 폭발 (BLEVE, Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion)

비등 액체 팽창 증기 폭발

BLEVE, Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion

인화성 액체 또는 액화가스 저장탱크 주변에서 화재가 발생할 경우 탱크 내부의 기상부가 국부적으로 가열되면 그 부분의 강도가 약해져 결국 탱크가 파열된다. 이때 탱크 내부의 액화된 가스 또는 인화성 액체가 급격히 외부로 유출되며 팽창이 이루어지며, 화구(Fire ball)을 형성하여 폭발하는 형태를 비등 액체 팽창 증기 폭발 (BLEVE, Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion)라고 한다.

 

비등 액체 팽창 증기폭발이 발생할 경우 누출되는 물질은 공기와 혼합된 상태가 아니기 때문에 점화가 즉각적으로 이루어지는 경우 폭발로 인한 영향보다는 화재 및 복사열에 의한 영향이 더 큰 것이 특징이다.

 

비등액체팽창증기폭발이 발생하기 위해서는 인화성 액체 또는 액화가스 등이 밀폐계 내에 존재해야 하며, 일부 불연성액체에서도 발생할 수 있다. 또한 폭발이 발생하기 위해서는 인화성 액체 또는 액화가스 등이 비점 이상으로 상승하여야 하며, 탱크 강도 이상의 압력상승이 동반되어야 한다.

 

비등액체팽창증기폭발의 발생 메커니즘

Fig.1 BLEVE의 메커니즘

① 인화성액체 또는 액화가스 저장탱크 및 연결된 배관설비에서 액체가 누출된다.

② 누출된 인화성액체는 점화원에 의해 발화되어 화재가 발생한다.

③ 발생된 화재는 저장탱크 내부 온도를 상승시키고, 그 결과 내부 물질이 기화되며 끓어오른다.

④ 탱크 내부 압력의 상승으로 안전밸브가 작동하지만 급격한 온도 상승에 의해 압력방출속도보다 압력 상승 속도가 빨라지게 되며 탱크에 화염이 닿는 부분에는 균열이 생겨 결국 탱크가 파손된다.

⑤ 탱크가 파손되면서 내부로부터 고압의 증기가 다량 누출되며, 누출된 증기는 다시 착화되어 탱크 전체로 화염이 확산된다.

⑥ 확산된 화염으로 내부의 물질은 더욱 빠른 속도로 증발하게 되며, 그 결과 증기운을 형성하며 폭발한다.(물질의 양이 많을 경우 Fire Ball이 형성되기도 한다.)

 

비등액체팽창증기폭발의 예방법

① 물질의 양이 많아질수록 격렬하게 폭발이 발생하므로 물질의 저장을 최소화한다.

② 탱크 주변의 점화원을 제거한다.

③ 탱크 또는 배관설비에 누설이 발생하지 않도록 관리한다.

④ 화재가 발생할 경우 탱크 내부의 물질을 다른 곳으로 이동시키는 설비를 설치한다.

⑤ 탱크를 지하에 매설하거나 모래로 덮는다.

⑥ 누출감지기 등을 설치하여 초기 누출 시 대응할 수 있도록 한다.

⑦ 긴급 차단장치를 설치하여 누출이 감지되면 즉시 공급이 차단되도록 한다.

⑧ 저장탱크 주변에 가연성 또는 인화성 물질을 보관하지 않는다.

⑩ 탱크가 외부의 화염에 의해 가열되지 않도록 고정식 살수설비를 설치한다.

⑪ 탱크에서 물질이 누출되는 경우에 탱크 주변에 머물지 않도록 방유제를 경사화 시킨다.

 

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화재 및 폭발과 관련된 사항은 아래 링크에서 참고하면 된다.

 

Boil Over , Slop Over , Forth Over 의 개념

분출 화재 (Jet Fire) 와 액면 화재 (Pool Fire) 의 개념

증기운 폭발 (VCE, UVCE) , 화구 (Fire Ball)

폭굉 현상 (Detonation Phenomenon) 과 폭굉 유도 거리

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