화염 방지기 (Flame Arrestor, FA)의 개념 및 원리

화염 방지기(Flame Arrestor, FA)의 개념 및 원리

화염 방지기(Flame Arrestor, FA)란 인화성 액체 또는 가스를 취급하는 석유 저장탱크, 원유 탱크, 화학 약품탱크 및 화학설비에서 내외부로부터 화재가 발생한 경우 화염이 인접 설비로 전파되지 않도록 설치하는 인화 방지 장치이다. 외부에서 발생한 화염이나 열을 흡수하여 제거함으로써 내부 설비로 유입되어 발생할 수 있는 화재/폭발을 방지하는 역할을 수행한다.

 

화학플랜트의 경우 여러 가지 설비가 배관으로 연결되어 있는 경우가 많아 하나의 설비에 문제가 생겨도 연쇄적인 피해가 발생하기 때문에 화재 및 폭발 확산을 방지하기 위해 화염 방지기는 필수적이다.

 

화염방지기(Flame Arrestor)

화염방지기(Flame Arrestor)

 

화재 발생 시 소화 방법으로는 주로 제거 소화, 질식 소화, 냉각소화, 부촉매 작용 등에 의한 방법이 있다. 여기서 화염 방지기는 금속 등의 열전도도를 이용한 냉각소화에 해당한다. 화염 방지기 본체 내부에는 금속의 망이 들어 있는 구조로 화염이 통과할 경우 금속에 의해 냉각되어 화염이 연소할 수 없는 온도까지 내리게 된다.

화염방지기 원리

화염 방지기에는 화염을 소화하기 위한 소염 소자가 있으며 소염 소자의 종류로는 1. 주름 금속 판형(Crimped Metal), 2. 금속막 형(Wire gauze), 3. 다공 판형(Perforated Plate), 4. 평행 판형(Parallel Plate), 5. 소결형(Sintered Plate), 6. 충전형(Packed Bed), 7. 액봉식(Hydraulic) 등이 있으며, 산업체에서는 일반적으로 금속 망형, 평행 판형이 주로 사용된다.

 

금속막 형은 열 흡수율이 좋고, 공기에 대한 저항을 최소화할 수 있어 주로 사용되며, 평행 판형의 경우 청소 등 관리의 편리함이 있으나 유체 저항이 크다. 액봉식은 순환하는 물속에 통기관이 설치되는 형태로 냉각 효과를 증대시켜 가연성 가스를 재액화 시키는 장점이 있다.

 

화염 방지기의 법적 적용 대상

산업안전보건법에서는 인화성 액체(인화점 60℃ 이하인 액체)를 취급하는 설비에 증기 및 가스를 대기로 방출하는 경우 외부의 화염이 내부로 전파되는 것을 방지하기 위해 설치하도록 정하고 있다. 38℃ 이상, 60℃이하인 경우 인화 방지망을 설치할 경우 화염 방지기를 설치한 것으로 인정한다.(여기서 인화 방지망은 약 40 mesh 정도의 금속 망(구리, 알루미늄, 주철(Cast iron, 모넬(Ni+cu, 내산성), 스테인리스 등)을 말한다.)

 

또한 인화점이 60℃를 초과하여 대상이 안 되는 경우라도 취급하는 온도가 인화점을 초과하는 경우 화재 발생 우려가 있기 때문에 설치해야 한다.

 

관련 법 조항으로 산업안전보건 기준에 관한 규칙 제269조에서 화염 방지기(Flame Arrestor, FA)에 대한 사항을 정하고 있다.

 

산업안전보건기준에 관한 규칙 내 화염방지기 언급

화염 방지기는 일반적으로 보호하고자 하는 설비 통기관의 끝단에 설치하며, 배관 중간에 설치하는 경우에는 관내에 폭연 방지기 또는 폭굉 방지기를 설치한다. 공정에서 발생한 증기 및 가스를 축열식 소각설비(RTO, Regenerative Thermal Oxidizer)또는 플레어 스택(Flare Stack)으로 방출하는 경우 폭굉용 화염 방지기를 설치한다.

(폭연 : 연소에 의한 폭발 충격파가 미반응 매질 속에서 음속 이하의 속도로 이동하는 폭발 현상)

(폭굉 : 연소에 의한 폭발 충격파가 미반응 매질 속에서 음속 초과 속도로 이동하는 폭발 현상)

 

화염 방지기는 법에서도 정할 정도로 중요한 장치이며, 2018년 말 이슈가 되었던 고양 저유소 폭발사고도 화염 방지기의 관리 소홀로 인한 사고로 중요한 요소중 하나이다.