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기획특집 <특집: 최근의 화재 센서와 그 응용>방폭형 자외선식 화재 검지기

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작성자 댓글 0건 조회 266회 작성일 20-08-04 14:48

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그림 1. 검지 특성 예


서론

본고에서는 수소 충전소의 보안 확보 기준으로 자외선식 화염검지기의 설치 규정에 대한 경위를 설명하고 수소 화염 검지기의 성능과 개선 과제 및 앞으로의 대책에 대해서 소개한다.

 

수소 충전소에서 화염검지기의 현재 상황

201911월 현재 일본 국내에서는 110곳의 상업용 수소 충전소가 운영되고 있다. 또한 20곳 이상의 수소 충전소 건설이 계획 중이다. 경제산업성의 수소연료 전지 전략 로드맵에서는 2020년 중에 누계 160곳의 충전소를 운영, 2025년도에 320, 2030년도에는 누계 900곳 이상의 수소 충전소 설치를 목표로 하고 있으며, 이를 위한 대처가 진행 중에 있다.


일본 국내의 수소 충전소에는 보안 확보의 기준으로 고압 가스 보안법이 있다. 이 법령에 따라 수소 화염을 검지하는 자외선 방식의 화염 검지기 설치가 성령의 일반 고압 가스 보안 규칙에 규정되어 있다. 또한, 이 성령 실시의 일례로 일반 고압가스 보안 규칙 관계 예시 기준이 있다.

 

구체적인 내용을 살펴보면 성령의 일반 고압가스 보안 규칙7조의 3 2항 제18호에 디스펜서 주위에는 화재를 검지하고 경보하며 그와 함께 제조 설비의 운전을 자동으로 정지하기 위한 장치를 설치해야 한다.’라고 되어 있다.

7조의 3 2항 제19호에 축압기에는 해당 축압기로부터의 화재를 검지, 경보하며, 그와 함께 온도 상승을 방지하기 위한 장치를 설치해야 한다.’라고 정해져 있다.


그리고 예시 기준592. 화재를 검지하기 위한 조치(압축 수소 충전소)에서 압축 수소 충전소의 화재를 검지하기 위한 장치 등은 다음 기준을 따르도록 되어 있다.

수소 화염이 내보내는 자외선을 검지하는 방법을 이용하여 항상 수소 화염의 발생을 감시한다.


축압기 및 그 주변에서 화염을 검지한 경우 축압기에 대하여 본 기준 593.4. 규정에 따라 설치한 물 분무 장치 또는 살수 장치를 자동으로 작동시키는 장치를 설치해야 한다.

기준 제정의 배경을 보면 20173월 고압가스보안협회가 발행한 압축 수소 충전소 기술 기준 해설에서 수소에 의한 화재는 육안으로 발견하기 어렵기 때문에 육안을 대신할 방책을 도입할 필요가 있으며 이에 따라 축압기 배관 집합부 및 디스펜서의 호스부는 가스 보유량이 크고 상대적으로 압력 변동이 작아져서 제어계에서는 쉽게 발견할 수 없는 가능성도 있기 때문에 예시 기준에서는 축압기 및 디스펜서 주변 화재에 주목하여 눈에 잘 보이지 않는 수소 화염 검지를 위해 특이 파장의 자외선(200nm)을 검지하는 화염 검지기를 설치하여 화염을 검지한 경우 운전을 정지하도록 했다고 설명되어 있다.

 

, 이미 자외선식 화염 검지기를 설치한 압축 수소 충전소에서 실제로 화염을 내보낸 모의시험에서도 양호한 결과를 얻긴 했지만, 태양광이나 반사광에 의한 오작동을 방지하기 위해 설치 시에는 후드를 설치하는 등 설비에 대한 연구가 필요하다는 지적도 있다.

위와 같은 법령, 성령에 근거하여 당사에서도 방폭형 자외선식 화염 검지기 NUV-P1000(파나소닉 디바이스 SUNX다쓰노)을 채용하여 판매 중이다(사진 1).

 

자외선식 화염 검지기의 특징

NUV-P1000의 특징은 아래와 같다.

① ‘압축 수소 충전소 기술 기준 해설에도 있다시피 수소 화염으로부터 방사되는 특이 파장의 자외선(200nm)을 검지하기 위해 UVC 영역의 185260nm 파장을 검출한다. 검출 파장 UVC 파장 영역의 자외선은 지상으로 쏟아지는 태양광에는 거의 포함되지 않으므로 오보에 대한 우려가 없다.

② 검출 감도가 매우 높아 불과 4의 라이터 불꽃을 10m 앞에서도 검지할 수 있다. 검지 각도도 센서 정면에서 ±30°(그림 1)이다.

③ 수소 방폭 지원 Exd CT6

 

화염 검지기 설치 시의 주의점

건설 공사 등에서 사용되는 아크 용접기나 가스 절단기에서 이 기기 검출 파장인 자외선을 강하게 발광되는 등 수소 충전소 주위의 환경에 따라 아무래도 오검지 할 가능성이 있다.


상업용 수소 충전소 뒤쪽에 설치되는 축압기용 화염 검지기에서의 오경보는 거의 없다. 이것은 설비를 높이 2m 이상의 방화벽 또는 장벽으로 둘러쌌기 때문에 오경보의 원인이 되는 강한 자외선의 침입을 방지하는 효과가 있기 때문이라고 생각된다.


한편, 디스펜서용 화염 검지기에서는 FCV 차량의 진입로 확보를 위해 8m 이상 보안 거리 확보를 의무화했지만 방화벽이나 장벽 설치는 없으며 외부로부터의 자외광에 노출되는 확도는 높다. 이 때문에 이 오경보 대책으로 화염 검지기의 경보 지연을 0.514초로 하거나 각도 조정을 한다. , 디스펜서 주위 양방향에 두 대의 화염 검지기를 설치하여 두 대가 동시에 검출 동작을 했을 때만 화염 검지로 판단하는 등의 설정을 하는 것도 오경보 대책으로 효과적이다.


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사진 1. 방폭형 자외선식 화염 검지기 NUV-P1000
 




岩見 知明 / 신코스모스전기

본 기사는 2020년 8월호에 게재되었습니다. 

  

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본 기사는 월간지[計側技術] (일본일본공업출판주식회사 발행)로부터 번역·전재한 것입니다.

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