게시판 > 질답게시판 > 중요 계기용 Air를 N2로 변경 시 문제점

낭만고양이 kornight

15-01-13 16:23

주요 인터락 Valve의 구동원을 여러가지로 둘 경우에는 그만큼 Fail Case가 많아지므로 reliability 에 문제가 있을 것으로 예상됩니다. (Fail Position 도 그 한 예일 듯...)

때문에 최근에는 대부분의 주요 interlock 설비들은 solenoid를 쓰는 것일 테고요.

Instrument Air를 N2를 service하게되면 plant air와 instrument(N2가 service 되는) air가 같은 Line상에 연결되게 됩니다.
(중간에 여러 설비들이 있겠지만, 물리적으로 격리된 것은 아니므로)
이때 Plant air fail이 발생하게 되면 N2의 역류로 인해 Plant air 대신 N2로 채워지게 될 위험이 있고
이때문에 현업에서는 절대절대 N2 배관을 다른 배관에 연결해두지 않도록 돼있습니다.(저희 회사의 케이스이긴 합니다만..)

Plant air는 여러모로 작업자가 흡힙하거나 장치물에 service될 기회들이 있으므로 이는 작업자의 안전에
심각한 위험을 초래할 수 있다고 알고있습니다.

정확한 부분은 SHE 부분을 잘 아시는 분께서 답변해주시면 저도 배워갈 수 있을 것 같습니다.

까르페디엠 encyclo

15-01-13 19:43

답변 감사합니다.
참고로 제가 애매하게 질문했는데...^^ N2와 Air line은 완전히 격리 개념으로 질문드린 것입니다.
독립적으로 각각 IA 계통으로 구동되는 밸브와 N2로 구동되는 밸브가 있을 때 S/D으로 공기압축기가 죽을 경우
IA가 공급이 안되면 Fail open이나 close되는데 다른 N2 구동 밸브가 N2가 정상적으로 공급되어 Fail position으로
가지 않고 정상적으로 동작한다면 문제가 없는지요?
아니면 N2 구동용 밸브도 S/D되면 전기가 끊기면서 Fail position으로 가는지 문의드립니다.

낭만고양이 kornight

15-01-14 08:54

N2를 Plant Air와 완전히 물리적으로 격리하여 Instrument Air 대용으로 사용 가능한지에 대해서는 저도 잘 모르겠습니다.

다만, Instrument Air/N2로 구동원이 각각 나눠져있는 상황에서 Air만 Fail 될 시에는 N2를 사용하는 계기류들은
정상동작 할 것이고(물론 reservoir drum 에서 back-up 가능한 시간 만큼) 이때에 문제가 있는지 없는지는
PFD를 봐야 판단 가능할 것 같습니다.
(Air를 N2로 치환하는 것이 가능하다고 가정한다면, 그 이후의 Logic 적합성에 대해서는 개별건으로 봐야 하니까요)

보통의 공정이라면 최소한 계기류, 특히 Interlock 설비들에 대해서 만큼은 UPS등의 back-up power 대책이
강구돼 있을 것이고, N2던 Air던 reservoir drum 이 있을 것이므로 공정 Power Fail시에도 Interlock 은
작동되도록 구성돼있을 것입니다. 즉, 전기가 끊겨도 잠시동안은 Fail Position 과는 무관할 것이지만,
Interlock Logic에 의해서 fail position 으로 가도록 구성돼 있을 가능성은 있겠습니다.

질문하신 내용은 일반론 만으로 답변하기에는 주어진 정보가 부족합니다.

까르페디엠 encyclo

15-01-14 15:31

Interlock logig에 의해 Fail position으로 가는지 변경시 단선 후 Test를 해봐야 할 것 같습니다. 답변 감사드립니다.^^

스테파노 Stefano

15-01-14 17:37

(1) "IA사용 밸브와 N2사용 밸브가 섞여 있다가 IA 차단으로 인하여 동작하는 Shut Down Logic이 N2사용 밸브에도 영향을 주는가?" 라는 질문으로 보입니다.

이에대한 답변은 "P&ID에 그려져 있고 및 Shut-Down Logic Descripion에 미리 짜여진 Logic 대로 동작된다"고 봅니다.

예를 들어 Fuel Gas Control Valve는 IA로 동작하고 Combustion Air는 N2로 동작하고 있을 때 Fuel Gas의 공급이 중단(FG PSLL 작동)되거나 혹은 IA공급이 중단(IA Failure)되거나 Control System Power가 단전(Power Failure)되는 경우 등의 원인에 의하여 Fired Heater는 제대로 운전될 수 없으므로 S/D 상태에 돌입하게 되면 Fuel Gas Double Block Valves는 차단되고 두 밸브 사이의 Vent Valve는 열려 배기시키고, Combustion Air는 Fail Lock 상태가 되도록 Logic이 꾸며져 있다면 IA이건 N2건 구분하지 않고 각각의 Valve Position을 유지하게 될 것입니다.

(Control Valve 동작 Medium의 종류를 Control Valve는 알아차리지 못하며 단지 Electric Signal만을 인식할 뿐이기 때문이지요. 이를 위해 Control System의 Power는 반드시 Battery Back-up으로 무정전전원공급장치(UPS)를 구축해 두어야 합니다. )

따라서 Control Valve의 기능상에는 아무런 문제가 없을 것입니다. 살펴보아야 할 사항은 과연 S/D Logic이 어떻게 되어 있느냐에 달려있습니다.

(2) IA를 N2와 함께 사용할 때 N2가 IA측으로 흘러들어오지 못하도록 하려면 Check Valve를 이중으로 두고 IA측 압력을 N2보다 항상 높게 유지하도록 하면 되지만 IA와 N2를 섞어 사용하지 않는 이유는 따로 있습니다.

이는 바로 안전상의 문제인데 Control Valve가 실내에 있을 경우 Controller에서 방출하는 Breathe Out Gas가 실내환경을 질소로 채워져 질식가그 환경으로 노출될 수 있기 때문입니다. 따라서 IA와 N2를 섞어서 쓰는 밸브라든가 N2로 작동되는밸브는 특별한 경우를 제외하고는 사용하지 않습니다.

(어제 1월 13일 파주의 L사에서 액체 질소의 누설로 인하여 작업자가 질식되어 사망한 것은 독성가스가 아닌 바로 이 질소가스에 의한 사고였습니다.)

(1) "IA사용 밸브와 N2사용 밸브가 섞여 있다가 IA 차단으로 인하여 동작하는 Shut Down Logic이 N2사용 밸브에도 영향을 주는가?" 라는 질문으로 보입니다.

이에대한 답변은 "P&ID에 그려져 있고 및 Shut-Down Logic Descripion에 미리 짜여진 Logic 대로 동작된다"고 봅니다.

예를 들어 Fuel Gas Control Valve는 IA로 동작하고 Combustion Air는 N2로 동작하고 있을 때 Fuel Gas의 공급이 중단(FG PSLL 작동)되거나 혹은 IA공급이 중단(IA Failure)되거나 Control System Power가 단전(Power Failure)되는 경우 등의 원인에 의하여 Fired Heater는 제대로 운전될 수 없으므로 S/D 상태에 돌입하게 되면 Fuel Gas Double Block Valves는 차단되고 두 밸브 사이의 Vent Valve는 열려 배기시키고, Combustion Air는 Fail Lock 상태가 되도록 Logic이 꾸며져 있다면 IA이건 N2건 구분하지 않고 각각의 Valve Position을 유지하게 될 것입니다.

(Control Valve  동작 Medium의 종류를 Control Valve는 알아차리지 못하며 단지 Electric Signal만을 인식할 뿐이기 때문이지요. 이를 위해 Control System의 Power는 반드시 Battery Back-up으로 무정전전원공급장치(UPS)를 구축해 두어야 합니다. )

따라서 Control Valve의 기능상에는 아무런 문제가 없을 것입니다.  살펴보아야 할 사항은 과연 S/D Logic이 어떻게 되어 있느냐에 달려있습니다.

(2) IA를  N2와 함께 사용할 때 N2가 IA측으로 흘러들어오지 못하도록 하려면 Check Valve를 이중으로 두고 IA측 압력을 N2보다 항상 높게 유지하도록 하면 되지만 IA와 N2를 섞어 사용하지 않는 이유는 따로 있습니다.

이는 바로 안전상의 문제인데 Control Valve가 실내에 있을 경우 Controller에서 방출하는 Breathe Out Gas가 실내환경을 질소로 채워져 질식가그 환경으로 노출될 수 있기 때문입니다.   따라서 IA와 N2를 섞어서 쓰는 밸브라든가 N2로 작동되는밸브는 특별한 경우를 제외하고는 사용하지 않습니다.

(어제 1월 13일 파주의 L사에서 액체 질소의 누설로 인하여 작업자가 질식되어 사망한 것은 독성가스가 아닌 바로 이 질소가스에 의한 사고였습니다.)

까르페디엠 encyclo

15-01-14 19:38

답변 감사드립니다.
확인하니 Logic 상에는 그렇게 동작하도록 되어있는데 실제로 동작하는지도 한번 확인해봐야 될 것 같습니다.
그리고 밸브들이 모두 실외에 있고 Air 라인 혼용 시 위험성 때문에 철저히 분리시켜 놓아서 실내 질식 사고 위험은 낮아보입니다. 다만 9k의 높은 질소 압력이 Regulator를 거쳐 let down될 때 Regulator의 플랜지 부분에서 누출 시 압력 저하로 기존 Air 결빙 현상과 같은 현상이 발생하지 않을까 우려됩니다.

스테파노 Stefano

15-01-19 09:59

(1) Logic은 Control (Interlock) Description에 기술되어 있는대로 PID와 Logic Diagram에서 구현(Implementation)하고 있는지 확인해 봐야 합니다.

(2) IA와 N2를 연결하지 않고 실내, 실외를 명확히 구별하여 사용하도록 하고 이 내용을 반드시 "Special Note"로 PID Not와 운전매뉴얼에 명확히 기술 해줌으로써 초기설계자, 중간 설계변경자, 운전자가 모두 숙지할 수 있도록 해야 미연의 사고를 방지할 수 있습니다. 초기 설계당시의 설계기준(Design Basis)에 포함되어 있던 설계철학(Design Philosophy)이 시간이 지나면서 망각되거나 무시되는 경향이 있을 수 있기 때문에 주의를 환시시켜주는 것이 안전합니다.

(3) N2의 경우 포함된 수분 함량이 아주아주 낮아서 Dew Point가 대단히 낮기 때문에 팽창후 -100℃ 되어도 결빙되지 않습니다. N2 팽창시 Piping 외부에서 대기의 수분에 의해 예상되는 결빙되는 것은 Control Valve에 공급되는 Gas 공급에는 전혀 문제되지 않습니다.