화학설비의 소방용수 산출 및 소방펌프 유지관리에 관한 기술지침(P-43-2012)

 

o 이 지침은 다음을 참조하여 작성.

   - 소방방재청고시 제2007-67호 옥내소화전설비의 화재안전기준

   - ICI Standard(FPG 5) : Water Supplies And Systems For Fire Fighting And Fire Protection

   - NFPA 20 Standard For The Installation Of Stationary Pumps For Fire Protection

o 관련법규․ 규칙․ 고시 등

   - 산업안전보건기준에 관한 규칙 제243조(소화설비)

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화학설비의 소방용수 산출 및 소방펌프 유지관리에 관한 기술지침(P-43-2012)

 

1. 목 적

2. 적용범위

3. 용어의 정의

4. 소방용수 확보

5. 소방용수 산출

6. 소방펌프 선정 및 구성

7. 소방펌프 설치시 주의사항

8. 소방 주배관의 구성

9. 소방펌프 점검

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1. 목 적

화학설비의 폭발 또는 화재 등의 진압을 위한 소방설비중 소방용수 산출 및 소방펌프의 유지관리 등에 필요한 사항을 제공하는데 그 목적이 있다.

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2. 적용범위

이 지침은 석유화학공장에서 화학설비의 화재진압에 필요한 소방용수 산출과 소방펌프의 유지관리에 적용한다.

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3. 용어의 정의

3.1 이 지침에서 사용되는 용어의 정의는 다음과 같다.

(1) “주펌프(Main pump)”라 함은 화재시에 가동하여 화재진압을 목적으로 하는 펌프를 말한다.

(2) “충압펌프(Jockey pump)”라 함은 소방 주배관의 압력을 상시 일정수준 이상으로 유지하는 펌프를 말한다.

(3) “주배관(Main line)”이라 함은 화재시 화재진압에 필요한 소방용수를 이송하는 배관을 말한 다.

(4) “말단압력”이라 함은 주펌프로 부터 가장 먼 위치에 있거나 마찰손실이 가장 큰 위치에 있는 소방설비의 배출구에서의 압력을 말한다.

3.2 그 밖에 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 특별한 규정이 있는 경우를 제외하고는 산업안전보건법, 같은 법 시행령, 같은 법 시행규칙 및 안전보건규칙에서 정하는 바에 따른다.

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4. 소방용수 확보

4.1 일반사항

(1) 소방용수는 무제한 공급이 가능한 호수, 강 및 해수를 이용한다.

(2) 무제한 공급이 불가능할 경우는 저장탱크 또는 저장조에 소방용수를 확보한다.

(3) 소방용수로 사용되는 물은 부식, 스케일, 미생물의 성장, 고체물질, 오염 및 독성 등이 없어야 한다.

(4) 해수를 소방용수로 사용할 경우 해수를 저장하는 탱크, 배관 및 관련기기에 대해서는 부식에 대한 충분한 고려를 한다.

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4.2 위험공정별 소방용수량

4.2.1 고위험공정

고위험공정은 다음 각호와 같은 물질을 저장, 취급하는 공정을 말한다.

(1) 인화점 이상의 온도에서 인화성액체를 500 ton 이상 저장

(2) 가연성가스의 50 ton 이상 저장

(3) 50 ㎏f/㎠ 이상의 압력을 갖는 가연성가스의 취급

(4) 100 ton 이상의 위험한 가연성 고체물질의 저장

예) 원유증류(Crude oil distillation), 납사열분해(Naptha cracking), 방향족생산(Aromatics), 산화에틸렌(Ethylene oxide),

염화비닐(VCM), 에틸렌수지(Polyethylene), 합성수지(PVC) 및 프로필렌수지(Polypropylene)공정

4.2.2 중위험공정

고위험공정과 저위험공정 사이에 해당되는 공정을 말한다.

예) 저압암모니아(LP Ammonia), 질산암모늄(Ammonium nitrate), 발전소(Electric power station), 보일러(Boiler), 가열로(Fired heater),  고분자건조(Polymer drying), 염료 및 염료중 간체(Dye stuff), 아디픽산(Adipic acid), 테레프탈산(Terephthalic acid), 테프론수지(PTFE),  제약, 살충제(Insecticides) 및 제초제(Herbicides) 공정

4.2.3 저위험공정

저위험공정은 다음 각호와 같은 물질을 저장, 취급하는 공정을 말한다.

(1) 인화성액체의 5 ton 이하 저장

(2) 가연성가스의 100 ㎏ 이하 저장

(3) 1㎏f/㎠ 이하의 압력을 갖는 100 ㎏ 이하의 가연성가스의 취급

(4) 5 ton 이하의 위험한 가연성 고체물질의 저장

(5) 기타 상온에서의 비가연성물질 취급공정

4.2.4 위험공정별 진압시간 및 소방용수량

공정위험에 따른 진압시간 및 소방용수는 <표 1>에 따른다.​

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<표 1> 위험공정별 진압시간 및 소방용수량

위험공정 구분	요구시간	시간당 소방용수량(㎥)
고위험공정	4시간	1620 ～ 3240
중위험공정	3시간	1080 ～ 1620
저위험공정	2시간	540 ～ 1080

5. 소방용수 산출

(1) 공장지역을 몇 개의 화재위험단위지역으로 나눈다.

(2) 각 단위지역에서 화재가 발생했을 경우 화재진압에 필요한 총 소방용수량을 산출한다.

(3) 각 단위지역에서 산출된 소방용수량 중 최대의 총 소방용수량을 공장지역에서 필요한 소방용수량으로 정한다.

(4) 소방펌프 선정시 위의 (3)호에서 산출된 총 소방용수량을 참고한다.

(5) <부록 1>에 예시된 “소방용수 요구량 평가”를 참고한다.

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6. 소방펌프 선정 및 구성

(1) 소방펌프의 총 용량은 5항에서 산출된 최대 총 소방용수량의 150%를 공급할 수 있어야 한다.

(2) 100% 용량의 펌프를 사용할 경우 소방펌프는 적어도 2대 이상 필요하며 1대는 화재시 주 펌프로서, 1대는 예비펌프로서 사용한다.

(3) 소방펌프의 구동기는 전기모터, 디젤엔진, 터빈 등을 사용한다.

(4) 소방펌프는 운전형태 및 목적에 따라 여러가지를 조합하여 선택한다.

예1) 100% 용량으로 2대를 사용하는 경우 : 엔진구동펌프 2대 또는 엔진구동펌프 1대와 모터구동펌프 1대

예2) 50% 용량으로 3대를 사용하는 경우 : 엔진구동펌프 3대 또는 엔진구동펌프 2대와 모터구동펌프 1대

(5) 소방펌프는 원심펌프 사용을 원칙으로 하며, 정격유량의 150%를 토출할 때 정격압력의 65% 이상을 유지하여야 한다.

(6) 소방펌프는 5～12㎏f/㎠의 정격압력을 갖는 펌프를 사용한다.

(7) 요구되는 말단압력에서 필요한 소방용수량을 공급할 수 있는 펌프를 사용하여야 한다.

(8) 충압펌프의 토출압력은 주펌프의 정격압력과 같게 하고, 유량은 정상적인 누설량보다 크게 하고, 옥내소화전설비, 옥외소화전설비,  스프링클러설비 등이 자동적으로 작동할 수 있도록 충분한 토출량을 유지하여야 한다.

(9) 충압펌프의 용량은 전체 소방펌프의 용량에 포함시키지 않는다.

(10) 충압펌프를 제외하고 모든 소방펌프는 압력이 떨어질 경우에 시간에 따라 순차적으로 자동 구동할 수 있는 장치를 갖추어야 한다.

(11) 소방펌프는 소방전용으로만 사용되어져야 하며 타용도로 사용할 수 없다.

(12) 여러 대의 주펌프를 설치한 경우에는 <부록 2> 소방펌프 압력스위치 설정방법 및 사례를 참조하여 엔진구동펌프를 우선적으로 기동하도록 압력스위치 등을 설정하여야 한다.

(13) 소방펌프 전동기 용량은 다음 식에 의해 구한다.

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P = [(0.163 × Q × H)/E ] × K

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여기서 P : 전동기 용량(kW)

         Q : 유량(㎥/min)

         H : 양정(m)

         K : 전달계수(K=1.1)

         E : 펌프효율

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7. 소방펌프 설치시 주의사항

(1) 소방펌프는 쉽게 접근할 수 있고 점검하기에 충분한 공간이 있는 장소로서 화재 및 침수 등의 재해로 인한 피해를 받을 우려가 없는 곳에 설치한다.

(2) 동결방지조치를 하거나 동결우려가 없는 장소에 설치한다.

(3) 소방펌프는 사람이 항상 근무하는 장소에서 원격으로 작동할 수 있도록 하여야 하며 충압펌프를 제외한 모든 소방펌프는 수동으로 정지토록 하거나 자동으로 정지할 경우에는 정지압력에 도달 후에도 10분 이상 운전하고 정지토록 한다.

(4) 흡입배관은 곡관의 사용을 최소방 하여 마찰손실을 줄이도록 한다.

(5) 흡입배관은 공기고임이 생기지 않는 구조로 한다.

(6) 펌프의 흡입측에 이물질을 제거할 수 있는 여과기를 설치해야 한다. 펌프 가동 중에 청소가 가능하도록 이중식 여과기로 하는 것이 좋다.

(7) 각 소방펌프의 토출측 배관에 압력계를 설치해야 한다.

(8) 펌프의 성능을 시험하기 위한 성능시험배관을 설치하여야 하며 펌프 토출측에 설치된 개폐밸브의 앞쪽에서 분기한다.

(9) 유량측정장치는 성능시험배관의 직관부에 설치하되, 펌프 정격유량의 150%까지 측정할 수 있어야 한다.

(10) 내연기관 구동기의 연료탱크는 8시간 이상 연속하여 가동할 수 있는 용량이어야 하며 펌프실 외부에 위치하여야 한다.

(11) 펌프, 모터, 엔진은 펌프실에 설치하여야 하며, 펌프실에는 전화기 등 통신시설이 구비되어야 한다.

(12) 펌프토출측에는 체크밸브를 설치한다.

(13) 소방펌프실에는 소방펌프 작동절차 및 배관계장도(P&ID) 등을 비치한다.

(14) 소방펌프실에는 무정전전원이 공급되는 비상조명장치를 설치한다.

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8. 소방 주배관의 구성

(1) 소방 주배관은 격자형태로 구성하여 화재시 여러 방향에서 동시에 소방수가 공급될 수 있도록 한다.

(2) 한곳의 배관에 손상이 있거나 보수중일 경우 다른 배관을 통하여 소방수가 공급될 수 있도록 한다.

(3) 소방배관내의 유속은 3m/sec 이하가 되게 한다.

(4) 배관표면은 배관표면 또는 배관 보온제 표면의 색상은 적색으로 소방설비의 배관임을 표시한다.

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9. 소방펌프 점검

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9.1 모터펌프 점검사항

9.1.1 가동전 점검사항

(1) 펌프에 부착된 볼트, 너트의 조임상태를 확인한다.

(2) 압력계 및 토출밸브의 개폐여부를 확인한다.

(3) 윤활유가 적정수준에 있는가를 확인한다.

9.1.2 가동중 점검사항

(1) 압력계는 규정압력을 나타내고 있는가를 확인한다.

(2) 이상음이 있는가를 확인한다.

(3) 진동유무를 확인한다.

(4) 패킹, 플랜지 부위 등에 누수가 없는가를 확인한다.

(5) 기어박스, 베어링박스의 온도가 상승하는지 확인한다.

(6) 콘트롤판넬 및 축전지 충전판넬 등을 확인한다.

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9.2 엔진펌프 점검사항

9.2.1 가동전 점검사항

(1) 엔진오일을 점검한다.

(2) 냉각수 누출여부 및 적정수준여부를 확인한다.

(3) 축전지의 고정상태 및 축전지액을 확인한다.

(4) 축전지전압의 정상여부를 확인한다.

(5) 연료량을 확인한다.

(6) 콘트롤판넬, 축전지 충전램프 등의 이상유무를 확인한다.

(7) 연료계통 밸브를 확인한다.

(8) 압력계, 온도계의 이상유무를 확인한다.

(9) 토출밸브의 개폐여부를 확인한다.

(10) 펌프에 부착된 볼트, 너트 조임 상태를 확인한다.

(11) 펌프실의 급배기 설비 상태를 확인한다.

9.2.2 가동중 점검사항

(1) 콘트롤판넬 및 축전지 충전판넬 등을 확인한다.

(2) 엔진에 부착된 계기판 회전수, 냉각수온도, 윤활유압력 및 전류 등을 나타내는 계기판을 확인한다.

(3) 압력계는 규정압력을 나타내고 있는지를 확인한다.

(4) 패킹, 플랜지 부위 등에 누수가 없는지를 확인한다.

(5) 진동유무를 확인한다.

(6) 배기가스가 실내로 다시 유입되지 않는지를 확인한다.​

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​<부록 1>​

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소화용수 요구량 평가

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1. 공장지역 구분도

2. 지역별 소화용수 요구량

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2.1 지역 1 : 창고지역​

<표 1> 창고지역 소화용수량

	방호대상물	소화설비	소화목적	소화용수요구량	면적	총소화용수요구량	비고
① ② ​ ③ ​	랙저장 가연물 기타 가연물 ​ 건물 구조물 ​	스프링클러설비 고정식 호스릴 ​ 소화전 ​	소화 소화 ​ 화재 노출로부터의 보호 ​	30ℓ /min/㎡ 2-18㎜호스 450ℓ /min 4-65㎜ 호스 1137ℓ /min	300㎡ - ​ - ​	540㎥/hr 54㎥/hr ​ 273㎥/hr ​	소화전 2개 ​ 소화전 4개

- 지역 1의 총 소화용수 요구량, 540㎥/hr + 54㎥/hr + 273㎥/hr = 867㎥/hr

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2.2 지역 2 : 사무실지역

 

<표 2> 사무실지역 소화용수량

방호대상물	소화설비	소화목적	소화용수요구량	면적	총소화용수요구량	비고
사무실, 가연물	옥내소화전	소화 ​	8-65㎜호스 1137ℓ /min	​	546㎡/hr ​	소화전 8개 ​

- 지역 2의 총 소화용수 요구량 = 546㎥/hr​

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2.3 지역 3 : 저장탱크지역(탱크, 직경10m×높이10m)​

<표 3> 저장탱크지역 소화용수량

방호대상물	소화설비	소화목적	소화용수 요구량	면적	총소화용수 요구량	비고
탱크 (인화성액체 화재)	저팽창포 고정식설비	소화	6.5ℓ /min/㎡	79㎥	31㎥/hr	가장 큰 탱크 적용
인화성액체 방유제 화재	저팽창포 고정식설비	소화	4ℓ /min/㎡	1000㎥	240㎥/hr	이동식 포소화전
탱크(주위 화재로 부터 복사열)	물분무설비	화재 노출로 부터 보호(냉각)	10ℓ /min/㎡	392㎡/개	236㎥/hr	탱크냉각(2개)

- 지역 3의 총 소화용수 요구량 = 31㎥/hr+240㎥/hr+(236㎥×2)=743㎥/hr

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2.4 지역 4 : 공정설비지역

<표 4> 공정설비지역 소화용수량

방호대상물	소화설비	소화목적	소화용수요구량	면적	총소화용수요구량	비고
인화성액체 pool fire	모니터 설비	소화	6.5ℓ /min/㎡	1000㎡	390㎥/hr	​
용기 또는 구조물의 주위화재 로부터 보호	물분무설비 모니터설비	화재노출로부터 보호	10ℓ /min/㎡	1000㎡	600㎥/hr	​
케이블 트레이 보호	물분무설비	“	10ℓ /min/㎡	200㎡	120㎥/hr	​

- 지역 4의 총 소화용수 요구량은 390㎥/hr+600㎥/hr+120㎥/hr=1110㎥/hr이다.

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3. 공장내 필요 소화용수

지역별 소화 용수량 중 지역 4의 소화용수량이 1110㎥/hr로서 가장크다. 따라서 상기 공장에서는 1110㎥/hr 이상의 소화용수가 필요 한다.​

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​<부록 2>

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소방펌프 압력스위치 설정 방법 및 사례​

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1. 소방펌프 압력스위치 설정방법

충압펌프는 소방배관 내의 압력을 일정하게 유지하고, 주펌프는 자동화재탐지기, Splinkler, 옥내소화전 등이 작동하면 기동상태에서 대기하여

신속한 소방활동이 가능하도록 다음과 같이 소방펌프 압력스위치를 설정한다.

​

1. 충압펌프 정지 : 체절압력 + 흡입압력

2. 충압펌프 운전 : 충압펌프 정지압력 - 0.7 bar

3. 주펌프 1 운전 : 충압펌프 운전압력 - 0.35 bar

4. 주펌프 2 운전 : 주펌프 1 운전압력 - 0.7 bar

5. 주펌프 3 운전 : 주펌프 2 운전압력 - 0.7 bar

6. 주펌프 1 정지 : 수동정지가 원칙이나 자동정지는 체절압력 + 흡입압력에서 10 분간 운전 후 정지

7. 주펌프 2 정지 : 수동정지가 원칙이나 자동정지는 체절압력 + 흡입압력에서 10 분간 운전 후 정지

8. 주펌프 3 정지 : 수동정지가 원칙이나 자동정지는 체절압력 + 흡입압력에서 10 분간 운전 후 정지

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2. 소방펌프 압력스위치 설정사례

소방펌프 용량이 100 ㎥/hr 이고, 펌프양정이 7.0 bar, 체절압력이 9.5 bar, 흡입압력이 2.0 bar 인 소방펌프를 엔진구동 2대와 모터구동 1대를

설치하였을 경우 압력스위치 설정은 다음과 같다.

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1. 충압펌프 정지 : 9.5 bar + 2.0 bar = 11.5 bar

2. 충압펌프 운전 : 11.5 bar - 0.7 bar = 10.8 bar

3. 엔진구동펌프 1번 운전 : 10.8 bar - 0.35bar = 10.45 bar

4. 엔진구동펌프 2번 운전 : 10.45 bar - 0.7 bar = 9.75 bar

5. 모터구동펌프 운전 : 9.75 bar - 0.7 bar = 9.05 bar

6. 엔진구동펌프 1번 정지 : 수동으로 정지 또는 11.5 bar에서 10분 동안 운전 후 정지

7. 엔진구동펌프 2번 정지 : 수동으로 정지 또는 11.5 bar에서 10분 동안 운전 후 정지

8. 모터구동펌프 정지 : 수동으로 정지 또는 11.50 bar에서 10분 동안 운전 후 정지

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​[첨부자료] 화학설비의 소방용수 산출 및 소방펌프 유지관리에 관한 기술지침(P-43-2012)

P-43-2012 화학설비의 소방용수 산출 및 소방펌프 유지관리에 관한 기술지침.pdf

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