1) 블레비(BLEVE ; Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) (1) 개요
BLEVE는
① 비등액체 팽창 증기폭발로 화학적인 변화 없이 상의 변화에 의한 폭발로서 원인계와 생성계가 동일한 물리적 폭발의 대표적인 예이다.
는 인화성 가연성 액체 저장탱크 지역에 화재발생 시 화재열에 의한 저장 BLEVE or
②
탱크의 온도상승과 탱크의 파열로 인한 폭발로서 온도를 낮추는 대책과 용기의 강도를 강화시키는 대책이 필요하다.
발생 메카니즘 (2)
그림
[ 2.12] BLEVE 발생 메카니즘
액체가 들어있는
① 탱크주위에 화재 발생
화재열에 의해
② 탱크벽 가열
③ 액의 온도상승 탱크내의 압력증가,
④ 탱크의 강도가 항복강도 이하로 떨어져 탱크 균열 탱크 균열로 인한
⑤ 액상 기상의, 동적 평형상태가 깨짐 급격한 압력저하로 탱크내벽에 강한 충격을 주어
⑥ 탱크파열 Fire Ball로 발전
의 위험성 (3) BLEVE
액체온도 상승으로 인한 탱크내 체적이
① 200배로 팽창하고 이로 인한 압력이 급상승
하므로 안전장치(Relief V/V, 파열판, Vent Stack)가 아무리 잘되어 있어도 소용이 없다.
② 인화성 액체 저장탱크는 BLEVE와 함께 Fire Ball이 형성되므로 위험성이 증대되는데 즉 폭발에 의한, 과압에 화재에 의한 복사열이 가중되므로 위험성이 더욱 증대된다.
를 해석하기 위한 모델링 기법에는 당량 단열팽창모델 등이 있다
2) 증기운폭발(UVCE ; Unconfined Vapor Cloud Explosion) (1) 개요
시 발생할 수 있는 누설착화형 폭발사고로 가장 위험한 사고 유형이다.
의 발생과정 및 위험성 (2) UVCE
인화성 또는 가연성 액체 저장탱크에서
① 가스가 누설되어 급격히 증발
증발된 가스와 공기와 혼합하여
② 증기운 형성
실제로는 압축가스가 팽창하거나 휘발성 액체가 증발할 때 증기운 형성
( )
형성된 증기운이
③ 주위 점화원으로부터 점화
④ 폭연에서 폭굉과정을 거쳐 UVCE를 일으킴
⑤ Fire Ball로 발전
형성조건 및 형성물질 (3) UVCE
UVCE 형성조건
①
방출되는 물질이 가연성일 것
㉮
발화전에 충분한 증기운을 형성할 것
㉯
충분한 증기운이 연소범위 이내일 것
㉰
난류에 의한 빠른 화염전파속도를 가질 것
㉱
를 일으키기 위해서는 UVCE
㉲ 고에너지 상태인 액화상태이어야 하므로 온도를 낮추
거나 압력을 가압해 주어야 한다.
형성물질의 분류
②
그림
[ 2.14] UVCE 형성물질의 개념도
Class 물질 예 특 성 증발형태
I LNG 대기압 저온액화 열전달 증발제한
II LPG, 액화HCl, 액화NH3 상온 가압액화 Flashing III 벤젠 헥산, 비점이상 가압액화 열전달 확산 증발제한, IV 화학공정상의 유기액체 주위온도이상 가압액화 Flashing
의 액체가 되기 쉬워 위험성이 더 높다 Class II, IV Flashing .
㉮
반대 방향(↓↑)으로 물질의 이동이 생기나 소화활동 중 소방대에 의해 고온층의 표면에 물 포말 등 찬 물질이 투입되게 되면 열흐름과 물질의 이동이 같은 방향으로, (↑↑)교란되어 열 류층을 탱크 밖으로 비산시키며 연소하는 현상이다.
이 고온층의 표면에서부터 소화작업 등에 의한 물 포말이 주입되면 수분의 급격한 증발
(2) ,
에 의하여 유면에 거품이 일거나 열류의 교란에 의하여 고온층 아래의 찬기름이 급히, 열팽창하여 유면을 밀어 올려 유류는 불이 붙은 채 탱크벽을 타고 넘게 된다, . 5) 프로스오버(Froth-over) - 거품
탱크 속의 물이 점성을 가진 뜨거운 기름의 표면 아래에서 끓을 때 기름이 넘쳐 흐르는 (1)
현상으로 이것은 화재 이외의 경우로 물이 고점도 유류 아래서 비등할 때 탱크 밖으로, 물과 기름이 거품과 같은 상태로 넘치는 현상이다.
전형적인 예는 뜨거운 아스팔트가 물이 약간 채워진 무개 탱크차에 옮겨질 때 일어난다
(2) , .
고온의 아스팔트에 의해서 탱크차 속의 물이 가열되고 끓기 시작하면 아스팔트는 탱크차 밖으로 넘치게 된다.
또한 유류 탱크 아래쪽에 물이나 물 기름 혼합물이 존재하고 있는 상태에서 물의 비점
(3) , －
이상의 온도를 가진 폐유 등을 상당량 주입할 때도 프로스오버가 발생한다.
■ 기타 재해 현상
① 오일오버(Oil-over)
저장탱크 내에 저장된 유류 저장량이 내용적의 50%이하로 충전되어 있을 때 화재로 인하여 탱크 가 폭발하는 현상
② 파이어볼(Fire ball)
인화성 또는 가연성 액체 저장탱크가 파열되면서 Flash 증발을 일으켜 가연성 증기가 대량으로 분출되고 상승하여 버섯형 화염을 만드는 현상으로 폭발에 의 한 과압에 화재에 의한 복사열이 가중되므로 더욱 위험한 형태이다.
③ 액면화재(Pool fire)
용기나 저장조내와 같이 치수가 정해진 액면위의 석유화재를 Pool fire라고 한다 즉 개방된 용기에 탄화수소계 위험물이 저장된 상태에서 증발되는 연. , 료에 착화되어 난류확산화염을 발생하는 화재로 화재초기에 진화하지 않으면 진화가 어려워 Boil-over나Slop-over 등의 탱크화재 재해현상으로 확대될 수 있다.
④ 분출화재(Jet fire)
탄화수소계 위험물의 이송배관이나 용기로부터 위험물이 고속으로 누출될 때 점화되어 발생하는 난류 확산형 화재로 복사열에 의한 막대한 피해를 발생시 키는 화재의 대표적인 유형이다.