[공정안전] HAZOP Area와 Hazardous Area는 무엇이 다른가?

플랜트 엔지니어가 반드시 구분해야 할 두 가지 위험 영역

플랜트 설계 업무를 하다 보면 HAZOP Area, Hazardous Area, Hazardous Area Classification이라는 용어를 자주 접하게 된다.

세 용어 모두 '위험'과 관련되어 있기 때문에 초급 엔지니어는 비슷한 개념으로 받아들이기 쉽다.

그러나 실제 의미는 다르다.

가장 간단하게 정리하면 다음과 같다.

HAZOP Area는 위험성 검토를 위한 영역이고, Hazardous Area는 폭발성 분위기의 발생 가능성을 기준으로 구분한 위험장소이다.

즉, 하나는 공정 안전성 검토의 범위이고 다른 하나는 방폭 및 설비 선정의 기준이 되는 물리적인 장소의 분류이다.

이 차이를 이해하지 못하면 HAZOP 결과와 Hazardous Area Classification 결과를 동일한 것으로 이해하는 오류가 발생할 수 있다.

 

 

1. HAZOP이란 무엇인가

HAZOP은 Hazard and Operability Study의 약어이다.

플랜트의 공정 및 설비를 일정한 단위로 나누고 정상적인 운전조건에서 벗어나는 상황을 체계적으로 검토하여 위험요소와 운전상의 문제점을 식별하는 방법이다.

예를 들어 다음과 같은 공정이 있다고 가정한다.

Storage Tank
      ↓
    Pump
      ↓
Heat Exchanger
      ↓
 Process Unit

HAZOP에서는 단순히 "이 설비가 위험한가?"를 판단하는 것이 아니다.

각 공정의 흐름과 운전조건을 대상으로 다음과 같은 Deviation을 검토한다.

• 유량 증가
• 유량 감소
• 압력 증가
• 압력 감소
• 온도 증가
• 온도 감소
• 역류
• 누출
• 조성 변화

그리고 각각의 deviation에 대해

원인 → 결과 → 기존 보호조치 → 추가 조치

의 순서로 위험성을 검토한다.

 

 

 

2. 그렇다면 HAZOP Area란 무엇인가

HAZOP을 수행할 때 플랜트 전체를 한꺼번에 검토하기는 어렵다.

따라서 공정 및 설비를 적절한 단위로 나누어 검토한다.

예를 들면 다음과 같다.

Area 01 : Raw Material Storage
Area 02 : Feed System
Area 03 : Reaction Unit
Area 04 : Separation Unit
Area 05 : Product Storage

이때 각 Area는 HAZOP을 효율적으로 수행하기 위한 검토 범위 또는 공정상의 경계로 이해할 수 있다.

따라서 HAZOP Area를 보고

"이곳은 폭발 위험이 있는 장소다."

라고 판단해서는 안 된다.

HAZOP Area의 본질은 위험성 검토를 어디까지 수행할 것인가에 있다.

다시 말해 HAZOP Area는 물리적인 위험구역을 의미하는 용어라기보다 HAZOP Study의 범위를 설정하기 위한 개념에 가깝다.

 

 

 

3. Hazardous Area란 무엇인가

Hazardous Area는 의미가 다르다.

플랜트에서는 가연성 가스, 증기 또는 분진 등이 공기와 혼합되어 폭발성 분위기(Explosive Atmosphere)를 형성할 가능성이 있는 장소가 존재한다.

예를 들어 다음과 같은 설비가 있다.

• 가연성 가스를 저장하는 Tank
• 가연성 액체를 이송하는 Pump
• Gas Compressor
• Flammable Material을 취급하는 Vessel
• Valve
• Flange
• Instrument connection

이러한 설비에서는 가연성 물질이 외부로 방출될 가능성을 검토해야 한다.

이때 방출원이 존재하고 주변에 폭발성 분위기가 형성될 가능성이 있다면 해당 장소는 Hazardous Area Classification의 대상이 된다.

 

 

 

4. Hazardous Area Classification이 필요한 이유

Hazardous Area Classification의 중요한 목적 중 하나는 전기 및 계장설비의 안전한 선정과 설치이다.

가연성 가스가 존재할 가능성이 있는 장소에 일반적인 전기기기를 설치하면 전기적 스파크나 고온 표면 등이 점화원이 될 수 있다.

따라서 해당 장소의 위험도를 평가하고 적절한 방폭설비를 선정해야 한다.

대표적인 분류 방식 중 하나가 Zone Classification이다.

구분	일반적인 의미
Zone 0	폭발성 가스 분위기가 지속적 또는 장기간 존재할 가능성이 있는 장소
Zone 1	정상 운전 중 폭발성 분위기가 발생할 가능성이 있는 장소
Zone 2	정상 운전에서는 발생 가능성이 낮고 발생하더라도 단기간 존재하는 장소

 

실제 적용 시에는 프로젝트에서 채택한 법규와 표준, 물질 특성, 방출원, 환기조건 및 Release Grade 등을 종합적으로 검토해야 한다.

따라서 Zone 0·1·2를 단순히 "설비에서 몇 m"라는 거리만으로 결정하는 것은 적절하지 않다.

 

 

 

5. HAZOP Area와 Hazardous Area의 가장 큰 차이

 

두 개념을 비교하면 다음과 같다.

구분	HAZOP area	Hazardous area
목적	위험성 및 운전성 검토	폭발 위험 장소의 분류
기본 질문	어디까지 위험성을 검토할 것인가?	어디에서 폭발성 분위기가 발생할 수 있는가?
주요 대상	공정 및 설비	실제 장소 및 설비 주변
주요 분야	Process Safety	Electrical / Instrument / Process Safety
주요 결과	HAZOP Action, Safeguard 등	Zone 0 / 1 / 2 등
설비 선정과의 관계	간접적	직접적
방폭설계와의 관계	직접적인 분류 기준은 아님	매우 밀접

 

두 용어에서 Area라는 단어만 같을 뿐 Area를 설정하는 목적 자체가 다르다.

 

 

 

6. 두 Area의 경계가 반드시 같지는 않다

이 부분이 실무에서 가장 중요하다.

예를 들어 하나의 Pump Area를 생각해보자.

 

HAZOP Area는 해당 공정 및 설비 전체를 검토하기 위한 범위가 될 수 있다.

반면 Hazardous Area는 실제로 가연성 물질의 방출 가능성이 있는 지점과 그 주변을 중심으로 결정된다.

따라서 다음과 같은 관계가 가능하다.

하나의 HAZOP Area 안에 여러 개의 Hazardous Area가 존재할 수 있다.

또한 HAZOP Area와 Hazardous Area의 경계가 서로 겹칠 수도 있지만, 두 경계를 동일한 개념으로 취급해서는 안 된다.

 

 

7. HAZOP에서 Hazardous Area가 바로 결정되는 것은 아니다

또 하나의 중요한 오해가 있다.

HAZOP에서 위험요소가 발견되었다고 해서 해당 장소가 바로 Hazardous Area로 지정되는 것은 아니다.

두 과정은 서로 연결되어 있지만 동일한 절차는 아니다.

개념적으로 다음과 같은 흐름으로 이해할 수 있다.

HAZOP은 공정의 위험성과 운전상의 문제를 체계적으로 식별하는 과정이고, Hazardous Area Classification은 그중 가연성 물질의 방출과 폭발성 분위기 형성 가능성을 중심으로 실제 장소를 분류하는 과정이다.

 

 

8. 건축 엔지니어에게 왜 중요한가

이 차이는 Process, Electrical, Instrument 엔지니어에게만 중요한 것이 아니다.

플랜트 건축설계에서도 중요하다.

Hazardous Area는 다음과 같은 건축 설계에 영향을 줄 수 있다.

8.1 건축물의 위치

Electrical Building, Control Room, Substation, Equipment Shelter 등의 위치를 결정할 때 주변 Hazardous Area와의 관계를 검토해야 한다.

가능하다면 불필요하게 위험구역에 중요 건축물을 배치하지 않도록 계획한다.

 

8.2 출입구 및 피난계획

위험물질을 취급하는 공정 주변에서는 일반 건축물과 동일한 방식으로 출입 및 피난동선을 계획하기 어렵다.

Hazardous Area와 건축물의 관계를 파악해야 적절한 출입구와 피난동선을 계획할 수 있다.

 

8.3 환기계획

가연성 가스가 누출될 가능성이 있는 장소에서는 환기가 중요한 안전요소가 된다.

특히 실내에 가연성 가스가 축적될 가능성이 있는 경우에는 건축 및 기계설비 설계가 함께 검토되어야 한다.

 

8.4 방폭설비와 건축물의 관계

건축물 자체를 단순하게 '방폭건축물'이라고 정의하는 것과 Hazardous Area를 적용하는 것은 별개의 문제이다.

그러나 건축물의 위치가 Hazardous Area와 어떻게 관계되는지에 따라

• 벽체
• 개구부
• 출입문
• 환기구
• 공조설비
• Cable Entry
• Equipment Layout

등에 영향을 줄 수 있다.

따라서 건축 엔지니어도 Hazardous Area Classification Drawing을 단순히 전기 분야의 참고도면으로 생각해서는 안 된다.

 

 

9. 실무에서 자주 발생하는 오해

오해 ① HAZOP Area는 위험지역이다

잘못된 이해이다.

HAZOP Area는 HAZOP 검토를 위한 범위일 뿐이다.

 

 

오해 ② Hazardous Area에서는 모든 작업이 금지된다

Hazardous Area는 작업 금지구역이라는 의미가 아니다.

해당 장소에서 폭발성 분위기가 발생할 가능성이 있기 때문에 적절한 설비와 작업방법, 안전관리 기준을 적용해야 하는 장소라는 의미에 가깝다.

 

 

오해 ③ HAZOP에서 Zone 1, Zone 2가 결정된다

HAZOP의 주된 목적은 Zone Classification을 결정하는 것이 아니다.

HAZOP 결과는 Hazardous Area Classification을 위한 중요한 입력자료가 될 수 있지만, 실제 Classification은 별도의 기준과 설계절차에 따라 수행된다.

 

 

오해 ④ HAZOP Area와 Hazardous Area의 경계는 동일하다

실제 플랜트에서는 반드시 일치하지 않는다.

검토의 경계와 폭발 위험의 공간적 경계는 서로 다른 기준으로 결정되기 때문이다.

 

 

 

10. 엔지니어가 기억해야 할 한 문장

두 용어를 처음 접하는 엔지니어라면 복잡하게 외울 필요가 없다.

다음 두 문장만 기억하면 된다.

HAZOP Area = 어디까지 위험성을 검토할 것인가

Hazardous Area = 어디에서 폭발성 분위기가 발생할 수 있는가

그리고 두 개념의 관계는 다음과 같이 이해하면 된다.

             HAZOP
               │
               │ 위험요소 검토
               ↓
       Hazard Identification
               │
               │ 가연성 물질의
               │ 방출 가능성 검토
               ↓
Hazardous Area Classification
               │
               ↓
        Zone / Classification
               │
               ↓
   Electrical / Instrument
       방폭설비 선정

 

 

 

 

11. 결론

플랜트 설계에서 HAZOP Area와 Hazardous Area는 서로 연관되어 있지만 동일한 개념이 아니다.

HAZOP Area는 공정의 위험성과 운전성을 검토하기 위해 설정하는 검토 범위이고, Hazardous Area는 가연성 물질의 방출 가능성과 폭발성 분위기의 형성 가능성을 기준으로 설정하는 위험장소의 분류이다.

따라서 두 Area의 경계가 반드시 일치할 필요도 없으며, HAZOP 결과 자체가 곧 Hazardous Area Classification을 의미하는 것도 아니다.

실무적으로는 다음의 관계를 이해하는 것이 중요하다.

Process → HAZOP → Hazard Identification → Hazardous Area Classification → 방폭설비 선정

건축 엔지니어라면 여기에 한 가지를 더 연결해야 한다.

Hazardous Area Classification → 건축물 배치 → 출입 및 피난 → 환기 → 개구부 → 전기·계장설비와의 관계

결국 Hazardous Area는 전기설계만의 문제가 아니다.

플랜트의 안전설계는 여러 전문분야가 서로 연결되어 이루어지며, 건축 엔지니어 역시 공정 위험구역의 개념과 그 설계적 영향을 이해할 필요가 있다.

 

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