NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 20, No. 4, 2002…449
N·R·L·소·개
연구개요
석유화학·정유 및 가스산 업 등 에너지산업은 복잡한 공정 및 장치로 구성되어 장 치산업(process industry)이 라고도 불리우며 세계 각국에 서 기간산업으로 자리잡고 있다. 또한 취급하는 공정물질이 화재·폭발의 특성이 있기 때문에 사 고가 발생하면 그 피해가 매우 크다. 즉 에너지산 업시설은 취급물질, 운전 특성 및 도시화 진전 등 으로 인해 사고시 대규모 인명 및 재산피해가 발 생하므로 중대위험 산업시설로 본다. 그러나 이러 한 장치산업시설들은 대부분 고온이나 고압의 가 혹한 환경에서 장시간 운전되고, 우리나라의 경우 30여년 된 노후시설이 전체 시설의 20% 이상을 차지하고 있어 사고의 위험성이 상존하고 있다.
따라서 이러한 시설들에 대하여 손실유발요소를 체계적이고 정량적인 방법으로 분석·평가하여 국가 기간산업시설인 석유화학·정유·가스시설 등에 대한 보다 선진화된 손실방지대책을 수립하 여야 한다.
손실방지(loss prevention) 기술은 시설의 안전 관리 기술, 방재 기술, 산업안전 기술 및 환경오염 방지 기술 등을 모두 포함하는 가장 핵심적이면서 도 포괄적인 기술로서 사고 및 재해 등으로 인한 시설의 인적·물적 손실을 예방함을 목적으로 한 다. 해당 시설의 사고 분석 및 기기/인적 신뢰도분 석을 통하여 재난을 예측하고 이를 바탕으로 해당
시설을 안전하게 관리하여 손실을 방지하기 위해 서는, 관련된 모든 자료를 논리적으로 분석할 수 있는 프로그램 모듈을 마련하고 이들을 통합하여 예방의 안전관리를 하도록 유도하여야 한다. 즉 정유·석유화학 및 가스시설 등 에너지산업을 대 상으로 예측적인 위험관리기법(predictive risk management)을 활용하여 무사고 지향적인(no- accident-is-tolerable) 선진화된 기술을 개발하는 것이 필요하다.
본 연구는 단계별로 나누어서 진행한다. 1단계 에서는 전체 프로그램의 구성 모듈을 확정하고 각 모듈들의 세부적인 사양을 결정하며 연구결과의 적용효과를 측정하는 프로그램을 개발한다. 즉 사 고경위 모델링 모듈, 설비의 신뢰도 분석 모듈 및 인적 신뢰도 분석 모듈 세부 사양을 확정하고 지 원프로그램인 손실방지기술 성능평가 프로그램을 개발하게 된다. 2단계에서는 각 모듈을 완성하고 이들을 통합하여 재난예측 및 관리시스템을 개발
( )
박 교 식
한국가스안전공사 가스안전시험연구원, [email protected]
Loss Evaluation
- Toxic Release - Explosion - Fire
Prevention Measures
- H/W Improvement - S/W Improvement
Incident Analysis
- Hierarchical Analysis - D/B System - Integration
Human Reliability
- Data on Reliability - Analysis Algorithm - Demonstration
Facility Reliability
- Data on Reliability - Analysis Algorithm - Demonstration
Performance Measurement
그림 1. 손실방지를 위한 세부 모듈개발 및 운용.
450…NICE, 제20권 제4호, 2002
N·R·L·소·개
한 다음 완성도를 높이기 위하여 모델 플랜트에 적용하여서 개선·보완되도록 한다. 1단계에서 개 발된 성능평가 프로그램을 활용하여 모델 플랜트 에 대하여 개발된 시스템의 손실효과 방지 기능을 평가한다.
1차년도 연구 주요내용
손실방지시스템을 개발하기 위하여 설계자료, 운전 및 시험절차서 등을 수집하고 검토하여 해당 시설의 공정 특성을 파악하여야 하며 이를 위해서 는 공정연구기술이 필요하다. 이는 모든 분석의 기본적인 정보를 제공하는 기술로서 한국가스안 전공사가 30여 년의 축적된 기술을 가지고 있으며 이를 구조적으로 프로그램화하는 기술을 개발한 다. 1차 년도에는 우선 각 세부 모듈의 개발전략 수립을 위하여 상용화된 외국의 유사 프로그램을 분석하여 사고경위, 설비 신뢰도 및 인적 신뢰도 를 분석하는 프로그램의 알고리즘을 제시하고 손 실방지효과 측정 시스템 개발을 위하여 업체의 수 요를 조사·분석하여 개발전략을 수립한다.
사고경위 모델링 모듈에는 근본원인분석(RCA, root cause analysis)과 사고경위 모델링을 모두 포함하는 것이 적용성 측면에서 유용하다고 판단 된다. 즉 1차적으로 기존 사고사례 또는 분석이 용 이치 않는 대상에 대해서는 RCA를 통해 상세한 사고원인을 도출하고 그 다음 사고경위 모델링을 통해 일반화된 사고경위를 기본으로 하되 RCA를 통해 도출된 사고원인을 참조하여 최종적으로 사 고경위를 완성하는 방법을 사용할 예정이다. 석유 화학, 원자력 시설 등 에너지 산업에 적용되는 사 고경위 모델링 기법은 여러 가지가 있으나 목적에 따라 적용범위가 다르다. 이 중 FTA(fault tree analysis)와 ETA(event tree analysis)는 정량적 분석기법으로 범용성, 적용성이 뛰어나며, 설비신 뢰도 및 인적신뢰도 분석결과와 쉽게 결합될 수
있으므로 이를 기반으로 프로그램을 구축할 계획 이다.
설비의 경계구분, 목록, 고장 source 및 고장 mode 부분 등을 포함한 설비 신뢰도분석 프로그 램을 개발하고, 수집된 관련 data의 품질 및 통계 적인 의의에 따라 일반적인 통계방법 혹은 신뢰도 공학 전문가의 판단과 bayesian 분석법을 적절하 게 활용하여 자료의 신빙성을 높일 예정이다. 참 고로 [그림 2]는 data의 수집·처리 및 활용에 대 한 전체적인 과정을 나타낸 것이다. 사고경위 모 델링 기술의 적용은 설비신뢰도 분석과 인적신뢰 도 분석에서 산출되는 사건데이터(event data)를 필요하므로 설비신뢰도 분석을 통해 산출되는 고 장율 데이터, 인적신뢰도 분석을 통해 산출되는 인 간 오류율 데이터를 사용하고 추후 모델링에 필요 한 데이터베이스는 각 모듈의 통합을 고려하여 데 이터의 상호 연계성을 고려하여 개발할 계획이다.
에너지 산업에 대한 인적신뢰도 분석방법의 적 용 경험이 적어 수행특성인자 값을 인용할 참고자 료가 부족하기 때문에 분석 결과값에 대한 신뢰도 는 그리 높지 않은 실정이므로 국내·외적으로 정 량적인 인적오류 분석 프로그램으로 사용되고 있 는 것은 극히 제한적이다. 본 연구에서는 원자력 발전소 등에 국한하여 사용되어온 THERP (rechnique of human error rate prediction)
Data Quality Control
AnonymizationData
Anonymized Database
Distribution to Data Contribution Generic Equipment
Reliability Handbook
Use of Data Anonymized + Company Data
Data Merge Data
Guideline Protocols
* CCPS Central Industry Handbook
Facility or Company
그림 2. 설비신뢰도 자료수집 및 운용.
NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 20, No. 4, 2002…451
N·R·L·소·개
와 ASEP(accident sequence program), HRA (human reliability analysis) 기법을 기반으로 하 는 프로그램을 개발할 예정이며 이 중 ASEP은 대학과의 긴밀한 연구를 통하여 상당부분이 개발 되어 운용되고 있다.
성과측정 프로그램은 플랜트의 특성에 따라 매 우 다양하므로 일률적인 적용이 어려운 점이 있다.
따라서 미국, 영국, 노르웨이 및 일본의 안전관리 성과측정 시스템 조사·분석하여 성과측정용 기 본틀(framework)을 제시하고 플랜트 혹은 사업 장의 특성에 맞게 항목 혹은 가중치를 가변적으로 조절하며 기업이 운용하면서 변경된 사항은 연구 기관에 통보하는 시스템을 구축하여 지속적인 보 완자료로 활용할 예정이다.
연구결과의 활용
지금까지 해당 산업체에 대하여 많은 연구가 수 행되어 온 것이 사실이지만 실적용 사례는 연구량 에 비해 매우 적은 편이다. 한국가스안전공사는 안전전문기관으로서 관련 법규에의 적용을 통하 여 본 연구결과를 다음과 같이 활용할 것이다.
첫째, 기업의 목적인 이윤추구를 위해서 손실방 지 전략 수립을 도울 수 있다. 사고 발생시 가동 중지 및 운전원 상해로 인한 직접적인 손실 이외 에도 기업 이미지 및 마케팅 전략까지 고려한다면 그 피해는 실로 크다고 할 수 있다. 또한 대형 사 고의 가능성은 종전의 기록이나 사고분석으로는 방지하기 힘들므로 이러한 분석·평가도구를 활 용한다.
둘째, 한국가스안전공사와 같은 공공기관을 통 해 개발된 기술을 업계에 보급함으로써 관련 데이 터 및 프로세싱 도구를 표준화한다.
셋째, 시설의 안전 데이터를 객관적인 시각에서 공유함으로써 현재 일정 시간이 경과하면 시설의 검사를 받도록 되어 있는 제도(time-based in- spection)를 조건 기준 검사제도(condition-based inspection)로 전환할 수 있는 객관적인 평가도구 로 활용한다.
넷째, 사용자의 편의성을 고려해서 운영체계를 갖추고 이를 운전원들의 교육자료로 활용한다.
홈페이지 : http://www.kistep.re.kr/
