방재정보

1. 집진설비의 현황과 리스크

2. 집진설비관련 화재통계

가. 섬유공장

경기도의 반월공단 입주 업체 화재사고 분석에 의하면, 경기도의 반월공단 내 화재 사고 중 집진설비 관련 사고가 전체 42%를 차지하며, 섬유업종의 화재 중 집진설비 관련 사고는 57%에 달하는 것으로 나온다. 또한 섬유공장 집진설비의 화재 중 90% 이상이 집진기 배관에서 최초 발화된 것으로 나온다.

다른 대표적인 섬유공단인 대구지역 섬유공업단지 화재사고 분석(표 1 참조)에 의하면 해당 지역의 화재사고 중 텐터기 화재 및 관련 집진기 내 화재의 비율은 아래와 같다.

- 전체 화재 중 텐터기 화재: 37%
- 텐터기 화재 원인 중 90%는 텐터기 과열이 원인
- 텐터기 화재발생지점은 (1) 덕트 내 47%, (2) 집진기 내 33%

나. 타이어공장

KFPA가 점검하는 특수건물 중 타이어제조 공장의 화재(2000~2012년) 17건 중 5건(30%)이 집진기에서 발생한 것으로 집계되었다(<표 2> 참조). 타이어 공정의 특성상 분진이 많이 발생하고, 이 분진에는 고무 이외에 공정 중 배합되는 여러 가연성 물질들이 섞여 있어 집진설비가 중요한 화재취약구역이 됨을 보여준다.

다. 분진폭발 발생 설비(미국 산업 통계)

1983년에서 2006년까지 미국공장상호공제조합(FM global)의 통계에 의하면, 166건의 산업시설 분진폭발의 발생 설비를 분석해본 결과, 분진폭발 장소 중 집진기가 차지하는 비율이 약 40% 가량이 발생한 것으로 나타난다(<표 3> 참조). 이는 분진이 많이 모여 있는 집진설비가 가장 폭발에 취약한 구역이 된다는 것을 보여주는 자료이다.

3. 집진설비 화재 예방대책-발화원 관리

가. 발화원(Ignition source)의 종류

분진폭발 등을 일으킬 수 있는 발화원의 에너지 수준(Level)은 화재시험기관등의 실험자료에 의하면 수 밀리 주울(mJ)부터 가능한 것으로 나타난다. 따라서 분진체류 장소에서 발생하는 조그만 스파크 등도 발화원이 될 수 있는데, 대전 현상으로 발생한 정전기, 팬 등 회전체의 구동부 마찰에 의한 과열표면, 보수작업시 발생하는 불꽃 등이 있다.

<표 3> 국가별 지진보험 제도 운영 현황

발화원이 생기는 현상 / 발화원 또는 집진장치 관련기기	백필터	사이 클론	습식 집진 장치	정전 집진 장치	배관 덕트	송풍기 배풍기
분진을 제거할 때 정전기방전 불꽃	O			O
분진제거용 전기기기의 불꽃 과열 (집진장치 내 전기기기 설치 경우)	O			O
회전축 과열, 회전날개 접촉				O		O
모터 불꽃 과열(시스템 내)				O		O
고온수, 불씨, 착화불티 혼입	O	O	O	O	O	O
누적 분진의 발화	O	O	O	O	O	O
회수분진 배출용 기기의 과열 마찰 등	O	O
보수작업에 따른 용접 등 불꽃	O	O	O	O	O	O
보수점검, 청소 등에 따른 기기를 갖고 집진장치 내 들어갈 때	O	O	O		O	O

※ 발화 가능성이 큰 경우 O 로 표시

나. 발화원 제거대책

집진설비 내 발화원을 완벽하게 없애는 것은 현실적으로 불가능하지만 아래와 같은 대책을 통해 발화원의 발생빈도를 낮출 수 있다.

(1) 정전기 방전

가) 분진이 접촉되는 부분은 금속제로 접지 및 본딩을 한다.

나) 전기 안전지침에 따라 누설저항은 106 Ω 이하로, 접지저항은 1kΩ 이하로 관리하여야 한다. 분진을 취급하는 공정 바닥은 도전성으로 하고 작업자는 대전방지용 보호 장구를 착용해야 한다.

(2) 전기기계 기구에 의한 불꽃 및 과열

가) 집진장치 본체 내부에 전기 기계 기구를 설치할 때 또는 계측·제어용의 기기 센서류를 삽입할 경우 방폭형으로 해야 한다.

나) 송풍기용 전동기는 방폭형으로 한다.

다) 과부하 방지장치 설치 및 온도상승에 따른 분진 축적을 방지해야 한다.

(3) 기계적 마찰, 충격 및 과열방지

가) 송풍기 회전 날개는 케이싱간의 마찰 충격을 방지하기 위한 재질 및 간극에 이물질이 쌓이지 않는 구조로 설계한다.

나) 과부하 경보 장치를 부착한다.

(4) 이물질

가) 고온수, 불티, 발화 가능한 분진, 이물질 등의 혼입을 방지한다.

나) 분진과 금속 등 이물질은 자력이나 비중차를 이용하여 선별하여 제거한다.

4. 집진설비로 기인한 손실의 감소 대책

가. 설비의 위치

가능하면 가연성물질을 취급하는 집진설비는 건물 외부에 설치하는 것이 나으며, 하나의 먼지 폭발이 여러 작동에 영향을 미치지 않도록 각각의 공정구역에서 독립된 집진설비를 사용하는 것이 필요하다(신규 설치의 경우) 예를 들면, 목재를 톱질하는 작업과 이것을 연마하는 작업이 있는 경우, 단일 사고로 인해 가동중지 시간을 작게 하려면 독립된 집진설비를 갖추어야 한다.

나. 감지 및 소화설비

공정 설비와 집진기 사이 덕트에 조기반응형 적외선 감지기(high speed detection system)를 설치하여 화재를 빠르게 탐지할 수 있고, 이러한 경우 덕트나 집진기의 소화설비를 작동시키기 위해 감지기를 인터록한다(그림 2, 3 참조). 또한 폭발압력을 감지하여 진압할 수 있는 설비도 있으므로 공정에서 배출되는 분진의 특성에 따라 적합한 설비를 선택할 수 있다.

다. 수동식 소화기구

설치한 지 오래된 설비의 경우 자동식 방호설비를 갖추는 것이 부담스러울 수 있어 소화기 등을 비치하여 최소한의 방호대책을 세우는 경우가 있다. 이 때 소형 집진기의 경우에는 소화기(물 소화기가 좋다)가 가능한 대책이 될 수 있지만, 대형 집진기의 경우 집진기 옥외 문 근처에 무상 및 봉상 주수겸용 노즐과 함께 소화전(40 mm 호스)를 이용하여야 유효한 방호가 가능하다. 이 때 효과적인 수동 진화에 필요할 경우 모든 집진기 구역에 출입구를 설치하는 것이 필요하다.

라. 가동 연속을 위한 대책

산업시설의 방호대책의 큰 목표는 가동중단을 막거나 최소화하는 것이다. 집진설비의 고장으로 인항 공정중단을 막으려면 대규모 집진용량설비의 경우 아래와 같은 대책을 고려해 볼 수 있다.

(1) 소형 집진기를 여러 개 설치한다.

(2) 대형집진설비의 경우 일정 용량(bag 수 등)대로 구획을 한다.

(3) 가장 큰 집진기 또는 세분된 집진기의 가장 큰 구획실의 모든 백을 교체할 수 있을 만큼의 백을 저장해 두어야 한다. 단 불연성 분진이 집진되거나 인화성이 낮은 백을 사용하는 경우에는 그럴 필요가 없다.

5. 유지관리

집진설비는 주기적인 청소 및 보수가 반드시 수반되어야 하는 설비이다. 유지관리 계획은 아래 사항들을 참고하여 사업장마다 스케줄을 정하여 철저히 시행하기를 권장한다.

(1) 운전 개시 때는 집진장치 내 축적분진이 없는지 확인해야 한다.

(2) 집진장치 송풍기 배관 등의 접지 상태를 확인한다.

(3) 집진장치의 분진이 포집되는 상태， 계측제어 및 안전장치가 정상 작동하는지를 확인해야 한다.

(4) 추가로 후드를 설치하는 경우에는 집진 능력을 재검토한다.

(5) 이상냄새, 진동, 이상음 등이 감지 될 경우 운전을 정지하고 원인 규명을 하고 적정한 대책 강구 후 운전을 재개해야 한다.

(6) 작업 계획을 세워 작업 내용, 방법, 순서, 사용할 기기, 도구 및 책임자를 선정하여 주지시킨다.

(7) 수리 작업중에는 집진장치 밖에 감시자를 배치하고 소화기를 비치한다.

(8) 만일의 경우를 대비하여 분진 발화시 탈출구를 확보하고 피난에 지장이 없도록 주변 정리정돈을 철저히 한다.

(9) 교육훈련 계획을 세워 분진 위험성 분진 취급장치, 구조, 운반방법 및 비정상 작업 시 안전에 관한 사항을 교육시킨다.

참고문헌
- FMDS 7-73, Dust collector and collection system
- FMDS 7-76 Combustible Dust Explosion
- FMDS 7-78 Industrial Exhaust Systems
- Firefighting Precautions at Facilities with Combustible Dust, OSHA
- NFPA Guide to Combustible Dusts
- 한국화재보험협회 화재사고 데이터베이스 프로그램
- Kosha guide D-43–2012, 집진설비 분진폭발 방지기술 지침