열팽창용 안전밸브 설치 기준 및 위치 (D-18-2017)

  안전밸브의 설치 위치는 산업안전보건기준에 관한 규칙 제261조(안전밸브 등의 설치)에 상세히 명시되어 있습니다.

 

  제261조(안전밸브 등의 설치) ① 사업주는 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 설비에 대해서는 과압에 따른 폭발을 방지하기 위하여 폭발 방지 성능과 규격을 갖춘 안전밸브 또는 파열판(이하 "안전밸브등"이라 한다)을 설치하여야 한다. 다만, 안전밸브등에 상응하는 방호장치를 설치한 경우에는 그러하지 아니하다.
1. 압력용기(안지름이 150밀리미터 이하인 압력용기는 제외하며, 압력 용기 중 관형 열교환기의 경우에는 관의 파열로 인하여 상승한 압력이 압력용기의 최고사용압력을 초과할 우려가 있는 경우만 해당한다)
2. 정변위 압축기
3. 정변위 펌프(토출축에 차단밸브가 설치된 것만 해당한다)
4. 배관(2개 이상의 밸브에 의하여 차단되어 대기온도에서 액체의 열팽창에 의하여 파열될 우려가 있는 것으로 한정한다)
5. 그 밖의 화학설비 및 그 부속설비로서 해당 설비의 최고사용압력을 초과할 우려가 있는 것
② 제1항에 따라 안전밸브등을 설치하는 경우에는 다단형 압축기 또는 직렬로 접속된 공기압축기에 대해서는 각 단 또는 각 공기압축기별로 안전밸브등을 설치하여야 한다.

 

 

  이 중, 1항4조에 해당되는 열팽창용 안전밸브의 설치 위치에 대해서는 KOSHA GUIDE D-18에 다음과 같이 잘 설명이 되어 있습니다.

"열팽창용 안전밸브는 동일공간에 기상부위가 없고 액상만 존재하며, 정상운전 중 유체가 차단되는 경우에 한해 적용한다. 다만, 차단된 상태에서 일광 등에 의해 내부 액체의 체팽창으로 설비의 파손이 우려되는 경우에 설치하여야 한다."

 

즉,
1) 배관 내에 Full liquid 상태(액상만 존재하는 상태
2) 정상운전 중 유체 차단 가능성이 있는 경우(Human error 등 다양한 요인이 있을 수 있음
3) 차단된 상태에서 액체 체팽창으로 설비 파손 가능성이 있는 경우(배관 및 차단 밸브의 설계 압력과 체팽창으로 증가된 압력에 대한 검토 필요)
를 모두 만족하는 경우에 안전밸브를 설치해야 합니다. 세가지 조건을 모두 만족하는 경우가 많지는 않겠지만, 안전을 위해 반드시 검토되어야 하겠습니다.

 

  참고로, 열팽창에 의해 증가되는 압력의 정확한 계산식은 API Standard 521, 4.4.12.4에 을 참조하시기 바랍니다