224. 안전밸브 및 파열판 명세 작성방법

 

안녕하세요? 수박공입니다.

 

오늘은 「안전밸브 및 파열판 명세 작성방법」에 대해 알아보겠습니다.

 

 

■ 안전밸브 및 파열판 명세 작성 예시

아래는 2021년 KOSHA에서 발행한 공정안전보고서 작성예시집 내용 중 안전밸브 및 파열판 명세를 캡쳐한 것입니다.

 

 

■ 안전밸브 및 파열판 명세 작성방법

안전밸브 및 파열판 내용은 제조사에서 제공하는 Data Sheet를 참조하여 작성하게 됩니다.

아래는 안전밸브에 대한 Data Sheet 예시입니다.

 

1) 계기번호

공정배관계장도(P&ID)를 확인하여 일치하도록 기입
→ 안전밸브(Pressure Safety Valve 및 Relief Valve), 파열판(Rupture Disk), 통기밸브(Breather Valve) 포함하여 작성
→ Pump 내장형 Relief Vale는 작성대상에서 제외
    (주의. 내장형 Relief Valve의 경우도 압력에 따른 방호장치에 해당하긴 하나, Popping Test를 수행할 수 없으므로

     명세서 작성대상에서는 제외하며, P&ID에는 표시하여야 함)

 

2) 내용물

해당 안전밸브 등에서 배출되는 화학물질의 명칭 기입

 

3) 상 태

해당 안전밸브 등에서 배출되는 화학물질의 상태 기입

(기체, 액체, 기체+액체)

 

4) 배출용량

안전밸브의 작동원인별 소요분출량 중 가장 큰 값 기입
단, 일광 등에 의한 열팽창용 안전밸브의 경우, 별도의 소요분출량 계산없이 3x4" 안전밸브 설치로 해결 가능

* 참고. 소요분출량 / 배출용량 (KOSHA Guide D-18-2020)
① 소요분출량 (Required Capacity)
발생 가능한 모든 압력상승 요인(출구차단, 냉각수 공급중단, 외부화재 등)에 의하여 각각 분출될 수 있는 유체의 양

 

② 배출용량 (Relieving Capacity)
각각의 소요분출량 중 가장 큰 소요분출량

 

③ 배출용량 선정 예시
압력용기 안전밸브 선정시, 아래 2가지 Case로 소요분출량이 확인 될 경우,
-  출구차단의 경우  :  200kg/hr
-  외부화재의 경우  :  500kg/hr
해당 안전밸브의 배출원인은 외부화재이며, 배출용량은 500kg/hr임

 

5) 정격용량

안전밸브 실제 배출용량 기입
(안전밸브 제조사에서 설정압력과 오리피스 면적(배출 면적)을 통해 계산된 값  →  안전밸브에서 실제 배출될 수 있는 용량)
→ 안전밸브 Data Sheet를 확인하기 어려운 경우, 안전밸브 명판에도 Capacity가 기재되어 있음
→ 정격용량  ≥  배출용량
    (보고서 확인, 점검시 정격용량이 배출용량 이상인지 반드시 확인 필요
     반대로 될 경우(배출용량 ＞ 정격용량), 설비/배관 등에 과압해소가 불가하여 폭발 위험 있음)  

참고. 안전밸브 명판

 

6) 노즐크기

안전밸브 Inlet Size 및 Outlet Size 기입

 

7) 보호기기 압력

보호기기(설비/배관 등)에 대한 기기번호, 운전압력, 설계압력 기입
→ 설비에 설치된 경우, 장치설비명세에 기재된 번호, 운전압력, 설계압력과 일치하도록 기입
→ 배관에 설치된 경우, 배관 및 개스킷명세에 기재된 번호, 설계압력과 일치하도록 기입
     (단, 운전압력은 명세에 없으며, 해당 배관과 연결된 동력기계의 토출압력으로 기입)
→ 동력기계에 설치된 경우, 동력기계목록에 기재된 번호, 운전압력과 일치하도록 기입
     (단, 설계압력은 명세에 없으며, 동력기계류 Vendor Print를 찾아 기입)

8) 안전밸브 등

① 설정압력  :  안전밸브의 설정압력 기입
→ 상기 7)에서 작성된 보호기기의 설계압력(or 최고 사용압력) 이하로 설정
→ 설정압력  ≤  설계압력
    (보고서 확인, 점검시 설정압력이 설계압력 이하인지 반드시 확인 필요
     반대로 될 경우(설정압력 ＞ 설계압력), 과압해소가 불가하여 폭발 위험 있음)

​② 몸체 재질  :  안전밸브의 몸체(Body) 재질 기입
③ Trim 재질  :  안전밸브의 Trim 재질 기입
→ 과압 발생시 분출되는 유체가 안전밸브가 맞닫는 부분인 Body와 Disc, Seat에 대한 재질 기입
→ 해당 재질이 내식성, 내마모성 재질인지 확인 필요

* 참고. 안전밸브 설정압력 / 축적압력

KOSHA Guide D-18-2020에서 관련 내용 확인 가능

 

9) 정밀도 (오차범위)

① 안전밸브 및 파열판  :  고용노동부 고시 내용 확인하여 기재
→ 상기 8)에서 작성된 안전밸브의 설정압력이 얼마인지를 확인 후, 이에 해당하는 오차범위 기재

 

* 참고. 안전밸브 및 파열판 정밀도 (오차범위)

고용노동부고시 제2020-55호 제21조에서 관련 내용 확인 가능

② Breather Valve 등  :  작성하지 않아도 문제없음 (단, 제조사에서 정한 규격이 있는 경우, 참고용으로 작성)
→  안전밸브의 정밀도 오차범위 내에 운전압력이 포함되지 않도록 관리 필요

 

<예 시>  정압기실 NG배관(PRV 후단)에 안전밸브 설치한 경우
  - 배관 설계압력  :  500kPa (0.5MPa)
  - 배관 운전압력  :  40kPa 
  - PSV 설정압력  :  50kPa
→ 얼핏 보기에는 PSV 설정압력이 설계압력보다 작으며, 운전압력보다 크기에 문제없어 보이지만
     안전밸브의 오차범위가 ±0.015MPa이므로, 오차범위를 고려할 시 안전밸브는 35~65kPa (50±15kPa)에서 개방될 수 있음
     따라서, 정압기실의 배관 및 부속설비 등이 40kPa로 정상운전 되지만,

     안전밸브에 음(-)오차로 개방되어 NG 손실 및 사용공정의 운전에 영향을 줄 수 있음  
→ [해결방안] PSV의 설정압력을 약 100kPa로 (오차범위에 포함되지 않도록) 재설정 필요  

 

10) 배출연결부위

안전밸브가 작동할 경우, 배출되는 물질이 연결되는 설비 등 기입
(Flare Stack, RTO, Scrubber, 흡착탑, 대기 방출 등)
→ 대기로 방출될 경우, 안전한 장소임을 추가로 기입하고(Safety Location),
    작업자가 순찰시 배출물에 노출되지 않도록 지면으로부터 최소 2m 이상으로 배출토록 검토 필요

 

* 참고. 안전보건규칙 제267조 (배출물의 처리)

 

11) 배출원인

안전밸브의 작동원인 중 배출용량이 최대인 경우의 원인 기입
→ 상기 4)의 배출용량과 연계하여 작성
    (각 작동원인별 소요분출량을 확인하고, 그 중 큰 값으로 11) 배출원인 + 4) 배출원인 기입)

 

12) 형 식

안전밸브의 형식 기재

(일반형, 벨로우즈형, 파일럿 조작형 등)

구 분	내 용
일반형 (Conventional)	밸브의 토출측 배압의 변화에 의하여, 성능특성에 영향을 받도록 만들어진 스프링 직동식 안전밸브
벨로우즈형 (Bellows)	밸브의 토출측 배압의 변화에 의하여, 성능특성에 영향을 받지 않도록 만들어진 스프링 직동식 안전밸브   (벨로우즈에 의해 스프링 보호)
파일럿조작형	안전밸브 자체에 내장된 보조의 안전밸브 작동에 의해 작동되는 안전밸브

 

일반형과 벨로우즈형 안전밸브 비교

→ 일반형과 벨로우즈형의 차이는 상기와 같으며, 벨로우즈형의 경우, 일반형에 비해 배압에 의한 영향을 적게 받음
     따라서, 현장에 안전밸브 적용시 배압의 영향을 고려하여 설계함

* 참고. 배압 / 최대 허용배압
① 배압 (Back Pressure)  :  안전밸브 등의 토출측에 걸리는 압력
② 최대 허용배압 (MABP, Maximum Allowable Back Pressure)
     안전밸브 작동시, 배압에 의해 안전밸브의 기능이 저하되지 않도록, 안전밸브 토출측에 작용할 수 있는 최대 배압
       -  일반형  :  안전밸브 설정압력의 10% 이내
       -  벨로우즈형  :  안전밸브 설정압력의 50% 이내

 

 

유해위험설비 명세 중 안전밸브 및 파열판 명세에 대해 알아보았습니다.

참고하시기 바라며, 문의사항은 댓글로 남겨주세요.

 

감사합니다.