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문제 3. H2 7% + CO2 93% 혼합가스가 공기 중에서 ‘가연성’인지의 여부를 KSB ISO 10156 표준에 따라 계산하여 판정하시오.
( 단, 질소와 관계된 불활성 가스의 등가계수(Kk)는 N2 = 1, CO2 = 1.5이다. / 수소의 Tci(질소 혼합물 내에서의 가연성 가스의 최대함량) = 5.5 %이다.)
1. 개요
- 고압가스는 연소 여부에 따라 가연성, 조연성, 불연성 가스로 나눈다.
- 가연성 가스는 고법에서는 LEL이 10% 이하 또는 UEL과 LEL의 차이가 20% 이상인 가스로 정의하며, 산안법에서는 LEL이 13% 이하 또는 UEL과 LEL의 차이가 12% 이상인 가스로 정의한다.
- 혼합가스의 가연성 여부는 KS B ISO 10156에 따라 판정한다.
2. 혼합가스의 가연성 여부
2-1. 계산방법
- 불연성 가스의 분율은 등가계수를 이용하여 질소 기준으로 변환하고 모든 가스의 분율을 1 기준으로 표현하고 이후, 가연성 가스의 분율을 Tci로 나눈 값의 합이 1 미만이면 가연성이 아니고 1 이상이면 가연성으로 판정한다.
2-2. 계산내용
1) 불연성 가스의 분율에 등가계수를 곱하여 질소 기준으로 변환함
- H2 7% + CO2 93% = H2 7% + N2 (1.5 x 93)% = H2 7% + N2 139.5%
2) 모든 가스의 분율을 1 기준으로 표현함
- H2 [ 7 / (7+139.5) ] % + N2 [ 139.5 / (7+139.5) ] % = H2 4.8% + N2 95.2%
3) 가연성 가스의 분율을 Tci로 나누고 가연성 여부 판정함
- 4.8 / 5.5 = 0.87 < 1 → 가연성 아님
3. 기타 의견
- 혼합 가스의 불연성 여부 판정은 관련 배관 절단 등 화기작업 시 반드시 체크해야할 중요 사항이다.
- 현장 화기작업 시, 관련 혼합 가스가 계산에 의해 불연성으로 판정되더라도 안전마진을 고려하여 추가 질소퍼지 후, 작업을 진행하는 것이 바람직하다.
* KS B ISO 10156 혼합가스 가연성 판단 및 LFL 계산
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