소방기술사 바로 합격 : 경질유 및 중질유 탱크화재의 특성의 핵심요점 정리~~! [다음회에 소방기술사 출제예상문제]

 

경질유 탱크화재 및 중질유탱크화재의 특성이 다르다는 사실은 정말 소방공부를 하면서 알았다. 다 똑같은 인화성 및 가연성 액체탱크의 화재들인줄 알았다. 이렇듯 확실하게 각각의 탱크화재를 구분하지 못하면 그에 맞는 소화대책을 세우루가 없다. 그러므로, 이번 포스팅에서는 경질유 및 중질유 탱크화재의 특ㄱ성에 대해서 핵심내용을 요약정리해보고자 한다~ 

 

 

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[경질유 및 중질유 탱크 화재특성]

 

1. 개요

유류가 지상에 유출한 경우

⑴ 경질유(휘발유, 경유 등) : 대화재로 확대

⑵ 중질유 : 휘발성이 낮아 고온시 분해가스가 연소됨에 따라서 유온을 강하시켜 소화

그러나 유온이 넓이에 비해 상당한 깊이를 가진 유류탱크는 휘발유쪽이 위험이 적 으며 소화도 용이하다.

 

2. 경질유 탱크

⑴ 특징 및 화재특성

① 경질유는 비점이 낮으며, 증기압이 100℉에서 4psi 이상인 휘발유나 등유와 같은 가연성액체를 말한다.

② 증기압이 높은 액체의 저장은 압력탱크를 이용한다.

③ 증기압이 2～4psi 범위의 액체는 증기공간이 상온에서 연소범위를 형성하므로 매우 위험하다.

④ 경질유가 탱크내에서 연소범위내의 공간이 만들어졌을때 착화원에 의해 발화 되면 밀폐탱크의 경우 폭발이 일어나 지붕이 날아간다.

⑤ 개방상태에서 탱크내 화재는 각 성분이 비점차가 거의 없으므로 정상상태의 연소가 되어 액면화재의 연소형상을 나타내어 연소속도가 액면강하속도로 나타내진다.

⑵ 예방 및 방지대책

① FRT나 Lifter Roof Tank, Vapor Dome Roof Tank를 이용하여 증기공간을 없애 주어 폭발가능성을 저감시켜야 한다.

② 증기공간에 불활성가스를 주입하기도 한다.

③ 특히 소화작업을 하지 않더라도 화재가 탱크내에만 머문다면 탱크의 기름이 소진하면 자연히 진화된다.

 

3. 중질유 탱크

⑴ 특징 및 화재특성

① 중질유는 비점이 높으며, 증기압이 100℉에서 2psi 미만이 되는 원유나 중 유와 같은 가연성액체를 말한다.

② 중질유 저장탱크의 증기공간이 상온에서는 일반적으로 연소범위 이하가 되어 농도가 희박하다. 그러나 정유과정중의 비정상적인 가열에 의하거나 화재노 출로 인해 저장탱크의 전체 액체가 인화점까지 가열될 때 증기공간이 연소 범위내로 된다.

 

③ 원유나 중유와 같은 중질유는 상당히 높은 비점범위를 가지고 있기 때문에 이러한 탱크가 화재를 일으키면 고온의 열유층(고온층)을 유면의 밑쪽으로 형성하고 그 층의 두께는 연소시간의 경과와 더불어 증대한다.

④ 즉, 저장된 기름표면부가 그 경질성분의 연소에 의해 중질화되어서 아래부 분의 연소가 안된 기름보다 비중이 커지면 표면아래로 가라앉아서 고온층을 형성한다. 이때 유면에서 아래쪽으로 전파하는 열유층(고온층)을 열파(heat wave)라고 부르고 그 온도는 원유에서 150～200℃, 중유에서는 250℃ 이상 이며 그 전파속도는 1시간에 15～50in정도이다.

⑤ 고온층의 연소속도(하강속도)(Heat wave settling ratio)

원유 등 폭넓은 비점을 가진 유류화재시 비점이 낮은 성분은 먼저 비등하고 150℃이상 온도에 도달한 고비점의 유분은 직하층 저비점 성분보다 비중이 커서 하방으로 내려가 이 층은 점차 두꺼워진다. 이 고온층이 하강하는 속 도를 고온층 연소속도(24 in/hr)라 한다.

⑵ 예방 및 방지대책

① 따라서, Cone Roof Tank에 저장이 가능하며

② 화재노출방호를 위한 물분무 설비가 필요하며 Vent와 Flame Arrester가 구비 되어 있어야 한다.

⑶ 중질유탱크 화재의 현상

① Boil-Over

㈎ 탱크의 지붕이 폭발 등으로 인해 날아가 버린 원유탱크 등에서 화재 도중 일어나는 현상으로 탱크화재시 가장 위험하고 경계해야 할 현상이다.

㈏ 유류탱크 화재시 유면에서부터 열파(Heat Wave)가 서서히 아래쪽으로 전파하여 탱크 저부에 고여 있는 물에 도달했을 때, 이 물이 급격히 증 발하여 대량의 수증기가 되어 상층의 유류를 밀어올려 거대한 화염을 불 러일으키는 동시에 다량의 기름을 탱크밖으로 불이 붙은 채 방출시키는 현상

㈐ 석유류 탱크의 저부에는 물이나 물과 기름의 혼합물이 항상 존재하기 마련 이며, 원유를 정제한 석유정제품도 수분을 완전히 제거하기란 불가능하다.

② Slop Over

㈎ 고온층의 표면에서부터 형성된 유류화재를 소화하기 위해 물, 포말을 주입 하면 수분의 급격한 증발에 의해 유면에 거품이 일거나 열류의 교란으로 고온층 아래 찬기름이 급격히 열팽창하여 유면을 밀어올려 유류가 불붙은 채로 탱크벽을 넘어 일출하는 현상을 말한다.

㈏ 이것은 유류의 점도가 높고 유온이 물의 비등점보다 높아지려는 온도에서 잘 일어난다. 중질유탱크 화재에서 항상 주의를 요한다.

③ Froth Over

화재이외의 경우에도 물이 고점도의 유류 아래서 비등할 때 탱크밖으로 물과 기름이 거품과 같은 상태로 넘치는 현상으로

㈎ 뜨거운 아스팔트가 물이 약간 채워진 탱크차에 옮겨질 때

처음에는 아스팔트와 탱크 측판이 접촉 조금씩 냉각되다가 시간 경과후 탱크 속의 물이 가열되어 끓기 시작하면 아스팔트가 상당량 주입될 때 물이 비등하여 아스팔트가 탱크차 밖으로 넘치는 것을 말한다.

㈏ 유류탱크 아래 물이나 물․기름 혼합물이 존재할 때

폐유, 잔유 등이 95～150℃ 정도로 주입되면 뜨거운 기름이 수층에 도달 하여 장시간 경과하고 물이 비등하는 시간이 오래되면 그 축적된 에너지로 탱크의 지붕을 날려 버리고 넓은 범위로 물과 기름을 Froth-over 시킨다.

 

※ 경질유 및 중질유 요약비교

구 분	경질유	중질유
증 기 압	100℉에서 2～4psi 이상	100℉에서 2psi 미만
종 류	휘발유, 등유	원유, 중유
비 점	낮다	높다
증기공간	증기공간이 상온에서 연소범위를 형성하므로 매우 위험	증기공간이 상온에서 연소범위의 이하가 되어 농도가 희박
적용탱크	FRT, Vapor Space Tank	CRT
예방대책	증기공간을 없앤다. 불활성가스를 주입한다.	물분무설비, 벤트 및 화염방지기
특 징	액면화재의 액면강하속도	비점이 높은 고온층의 연소속도
화재현상		보일오버, 슬롭오버, 프로스오버

 

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도시, 주택개발, 건축, 인테리어 설계, 시공 문의 b-studio@hanmail.net 이나 010-9162-6135로 문자요망
(주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업수행중
건축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동중, 27년차 건축가 주원태
홍익대학원 도시계획과 석사과정 
저서로는 [수인의 건축]  [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다
스토리원 홈페이지 -> http://www.story-one.co.kr