제목 : 화성탈류 설비보수 공사중 암모니아 회수탱크 폭발
업종 : 설비보수공사업
기인물 : 암모니아 회수탱크
피해정도 : 사망 6명, 부상 1명
공정 : 화성탈류 설비보수 공사
재해유형 : 폭발
날짜 : 1995년 08월
1. 재해개요
'95년 8월 ○○일 14 : 50분경 포항소재 ○○제철(주) 제2코크스
공장에서 화성탈류설비보수 공사중 ○○개발(원청업체)의 하청업체인
○○산업 소속 근로자 8명이 암모니아 회수탱크(높이 : 28m) 지붕을
개방하기 위해 망치등 수공구를 이용 볼트 제거작업중 탱크가
폭발하여 작업자 6명이 사망하고 1명이 부상한 재해임.
2. 재해요인분석
가. 기인물
○ 설비명 : 암모니아 회수탱크(NH₃Scrubber)
┌───────┬─────┬───────┬─────────┬───┐
│ │ │ │ 최대사용 │시험 │
│취 급 물 질│ 용 량 │ 크 기 ├────┬────┤압력 │
│ │ │ │압 력 │온 도│ │
├───────┼─────┼───────┼────┼────┼───┤
│코크스연소가스│ 88,000 │5120(Φ)× │ 0.3 │ 323 │0.39 │
│ (COG) │ (M³/HR) │28607(h)(㎜) │ (Bar) │ (℃) │(Bar) │
└───────┴─────┴───────┴────┴────┴───┘
나. 탈유 공정 개략도
[그림1 참조]
* COG의 암모니아(NH3 ) 회수(흡수)공정
NH3 + H2O(수증기)─────→ NH4OH
다. 작업상황
┌────┐
│운전정지│○ 암모니아 회수탱크 충전물을 교체하기 위해
└────┘ 운전정지
│
↓
┌────┐
│치환시작│○ 스팀(Steam) 및 불활성가스(N₂)로 치환(Purge)함.
└────┘
│
↓
┌────┐
│볼트제거│○ 암모니아 회수탱크 지붕을 개방하기 위해 Hand
└────┘ Grinder로 볼트 머리를 연삭(제거)
│
↓
┌────┐
│맹판설치│○ COG 인입배관상의 밸브 후단 후렌지에 맹판을
└────┘ 설치(8/23 오후), 배관상의 밸브 후렌지에 맹판을
│ 설치함.(8/24 오전)
↓
┌────┐
│볼트제거│○ 암모니아 회수탱크 지붕에 작업자 8명이 올라가
│작업계속│ 망치 및 정 등 수공구를 사용하여 볼트 제거 작업
└────┘
│
↓
┌────┐
│폭 발│○ 볼트 제거 작업중 폭발
└────┘
3. 재해원인조사
가. 가연성 물질의 존재
○ 암모니아 회수탱크의 잔존 COG(Coke Oven Gas)를 제거하기 위해
스팀(Steam) 및 질소(N2)로 치환(Purge)을 실시하였으나,
치환(Purge) 종료후부터 맹판설치전까지 인입 및 배출 배관상의
밸브를 통하여 COG가 암모니아 회수탱크의 상.하단부로
인입되어 회수탱크 내부에 체류됨.
나. COG의 물성
1) OG 주성분 및 조성비
(단위 : VOL%)
┌───┬───┬───┬───┬───┬─────┬─────┬────┐
│성 분│ 수 소│ 메탄 │ 에탄 │산 소 │일산화탄소│이산화탄소│ 질 소 │
│ │ (H2)│(CH4) │(C2H4)│ (O2) │ (CO) │ (CO2) │ (N2) │
├───┼───┼───┼───┼───┼─────┼─────┼────┤
│조성비│56∼58│25∼26│2.2∼ │0.2∼ │ 7.0∼8.0 │ 2.4∼5 │ 1.5 │
│ │ │ │ 2.5 │ 0.5 │ │ │ │
└───┴───┴───┴───┴───┴─────┴─────┴────┘
2) COG 물성의 폭발한계
┌─────┬───────────┬──────┬──────┐
│ │ 폭 발 한 계(VOL%) │ │ │
│ 분 자 식 ├─────┬─────┤발화온도(℃)│ 비 중 │
│ │ 하 한 │ 상 한 │ │ │
├─────┼─────┼─────┼──────┼──────┤
│ 혼합가스 │ 5.0 │ 28.4 │ 650∼750 │ 0.42 │
└─────┴─────┴─────┴──────┴──────┘
3) COG의 불순물 함유
(단위 : ppm)
┌───┬─────┬───────┬───────┬───────┐
│성 분│타르(TAR) │황화수소(H2S) │암모니아(NH3) │ 시안산(HCN) │
├───┼─────┼───────┼───────┼───────┤
│함 량│ 10∼40 │ 5∼7 │ 0.05∼0.12 │ 1.3∼1.9 │
└───┴─────┴───────┴───────┴───────┘
다. 위험분위기 형성
스팀 및 질소(N2) 치환(Purge) 작업시에 NH3 Scrubber의
통기관(Vent, D : 150mm)이 1/2 개방되어 공기가 회수탱크
내부에 인입되어 위험분위기를 형성함.
라. 점화원 발생
망치와 정 등의 수공구를 사용하여 볼트를 제거하기 위해 수공구
사용시 발생된 스파크(Spark)가 점화원으로 작용
4. 재해원인
가. 위험물질 존재 미확인
스팀 및 질소(N2)로 치환(Purge)을 실시하였으나, 치환 종료후
부터 맹판 설치전까지 인입 및 배출 배관상의 밸브를 통하여
가연성 가스인 COG가 암모니아 회수탱크 내부로 인입되었으나,
작업전에 가연성 가스 유무를 측정치 않았으며, 추가로
불활성가스 등으로 치환치 않음.
나. 비방폭형 수공구 사용
암모니아 회수탱크에 가연성가스인 COG가 존재하고 있는
상태에서 수공구로 충격을 가하여 발생된 스파크가 점화원으로
작용함.
5. 동종재해 예방대책
가. 작업전 위험물질 존재 확인
가연성 가스가 체류 가능한 장소는 작업전에 반드시 가스농도를
측정하고 가스 존재시에는 충분한 치환(Purge)을 실시하여
화기작업장소에는 가연성 물질이 존재치 않도록 함.
나. 방폭형 공구 사용
가연성 가스 및 인화성 물질의 존재 가능성이 있는 장소에서
스파크등이 발생할 우려가 있는 작업시에는 반드시 방폭형 구조
(몽키스페이너등)를 사용토록 하여 기계적 충격으로 인한
스파크(Spark)등의 점화원을 제거함.
다. 안전작업 허가제도 도입
가연성 가스, 인화성 물질 등 화재.폭발의 위험이 존재한
장소에서의 화기작업 및 스파크 발생작업 등을 실시할 경우에는
반드시 안전담당부서로 부터의 안전작업허가서를 발부받아
작업토록 함.
라. 작업전 가연성 가스 농도 등 측정
폭발분위기의 형성이 우려되는 장소, 산소결핍장소 등에서의
작업전에는 반드시 가연성 가스, 산소등에 대한 농도를
측정하도록 함.
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