화공플랜트 공정위험성평가

 

2024년 5월, 아파브코리아는 "D"사 와 함께 화공플랜트에 대한 공정위험성평가를 진행했습니다. 이번 위험성평가에서는 HAZOP Study와 더불어 SIL Assignment Study를 수행하였습니다.

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HAZOP Study

HAZOP은 Hazard and Operability Analysis의 약자로 공정에 존재하는 위험요인과 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 운전상의 문제점을 찾아내어 그 원인을 제거하는 방법을 말합니다. HAZOP은 이탈(Deviation)을 중심으로 Study를 진행하는데 이때 이탈(Deviation)이란 변수(Parameter)와 가이드 워드(Guide Word)의 조합을 의미하며, 설계 의도로부터 벗어난 상태를 의미합니다. 이탈(Deviation)을 바탕으로 공정에서 발생 가능한 시나리오를 프로젝트 팀과 함께 브레인스토밍을 통해 원인(Causes)과 결과(Consequences)를 작성합니다. 그 후 심각도(Severity)와 발생 가능성(Likelihood)를 조합하여 최종적인 Risk Ranking을 산출하며 현재 공정에 적용되어 있는 Safeguards를 찾아냅니다. 이때, Risk Ranking은 Asset, Health & Safety, Environment, Population / Effect on Reputaion과 같은 측면에서 산출할 수 있습니다.

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이번 HAZOP Study에서 Risk Ranking을 선정하는 방법으로 Risk Matrix 기법을 사용하였습니다. Risk Matrix는 심각도와 발생 가능성을 조합하여 Risk를 결정하는 방법입니다. 심각도는 Asset loss, Health & Safety, Environment, Population/ Effect on Reputation 4개의 측면에서 5단계로 심각도를 구분하였고 발생 가능성 또한 5단계로 구분하여 5x5 Matrix를 적용하였습니다. Risk는 Intolerable, Critical, Severe, Tolerated와 같이 4개의 단계로 구분되어 있습니다. 이 때, Rsik가 허용 불가능한 Risk일 경우 필요시 개선권고 사항을 작성합니다.

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이번 프로젝트에서는 40개의 검토 구간(Node)을 설정하고 공정안전 측면의 위험을 확인하였습니다. 총 25개 개선권고 사항이 작성되었으며 logic 추가와 같은 설계와 관련한 개선권고 비율이 높았습니다.

 

 

SIL Assignment Study

SIL Assignment Study는 Hazard의 완화를 위해 안전계장시스템(SIS)로 작동하는데 필요한 안전계장기능(SIF)를 식별합니다. 그 후 위험 분석을 기반으로 지정된 SIS에 대해 Safety Integrity Level(SIL)을 부여합니다. SIL Assignment의 목표는 평균 고장 확률(PFDavg.) 측면에서 각 SIF에 대해 허용 가능한 최소 SIL을 달성하는 것입니다. SIL Assignment는 건강 및 안전, 환경, 경제적인 손실을 고려합니다.

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SIL Assignment의 수행 방법은 다음과 같습니다.

1. SIF 선택
2. 안전, 환경 및 경제적 손실에 대한 결과의 심각도(Severity) 수준 결정
3. Conditional Modifiers 적용
4. Hazardous zone에서의 노출 빈도 및 시간
5. Hazardous event을 예방할 가능성
6. Hazardous event의 원인을 바탕으로 발생 가능성(Probability) 결정
7. 각 범주(안전/환경/경제)에 대한 초기 SIL 확인
8. 해당하는 독립 보호 계층(IPL)을 고려하여 각 범주에 대한 최종 SIL 확인
9. SIF의 목표 SIL 결정

SIL은 보통 SILa부터 SIL4까지 5단계로 나누어져 있습니다. 하지만 SIL4는 특별한 경우(원자력 발전소 등) 외에는 사용하는 것을 추천하지 않습니다. 이번 SIL Study에서는 약 50개의 SIF에 대한 SIL을 할당하였습니다.

 

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