(8) 냉각탑의 기초 - 냉각탑의 안전과 민원사항 (Cooling Tower Fundamental)

 

가. 화재

냉각탑의 화재는 상상외로 빈번하게 발생하고 있으며 소재와 구조 특성상 화재시 짧은 시간에 전소하며 소화가 어렵다.

(1) 화재사고 사례

  (가) K사의 대형화재는 냉각탑 상부에서 배관시공자의 작업도중 용접불똥이 충진재에 떨어지며 인화되어 전소되었다.  건설완료 단계이었으므로 전체 공정의 차질과 금전적 손실이 컸다.

  (나) H사의 건설시, 냉각탑 완료직전 상부에서 산소 절단작업을 하던 중 수조분배구멍을 통해 충진재에 떨어진 절단조각에 의해 인화되어 전소함.

  (다) 서울 B사에서는 기존 냉각탑의 보수작업중 소화수를 비치하였는데도 불구하고 충진재에 부착된 발화성 먼지에 의해 불길이 확산되어 전소함

  (라) 기 인지된 20여건의 실제 화재는 모두 가연성 소재, 미경험자에 의한 작업/관리, 용접 및 절단작업 금지수칙 무시 등에 기인하는 공통점을 갖고 있다.

(2) 화재 대책

  (가) 설계시(발주사양) : 소재를 가능한 난연성으로 한다.  충진재가 플라스틱일 경우 PVC(자기소화성)로 한다.  FRP는 난연성 수지를 사용할 수 있으며 목재는 방염처리를 고려할 수 있다.  필름형 충진재를 폴리프로필렌이나 폴리스티렌으로 할 경우 화재의 위험성은 상존한다.

  여러 셀의 경우 방화벽을 설치하고 수조동결방지히타는 수위안전스위치 또는 과열차단기를 부착하며 주변을 금속으로 한다.  또한, 냉각탑 양측에 계단 또는 대피용 사다리 설치를 의무화한다. 

  (나) 설치 및 보수 작업 : 현장에서 용접 및 절단은 금한다.  특히 가연성 부품 설치 후에는 반입조차 금한다.  배관은 사전 제작하여 조립하는 시공순서를 갖는다.  부득이한 경우, 가연성 자재 철거, 소화기 준비 및 감시조를 편성하여 작업에 임한다.

  기존 냉각탑에서는 용접 및 절단작업을 허용해서는 안된다.  철거시에도 모든 가연성 물질을 제거한 후 실시한다.

나. 안전

(1) 안전사고 사례는 잘 보고되지 않으나 빈번하게 발생한다.  울산 D사에서 팬 보수 작업중 타인이 팬을 구동시켜 두명이 사상하는 사고가 있었다.  팬 날개의 파손사고는 종종 발생하며 인명피해도 줄 수 있으며 구동부 파손으로 이어진다.  미끄럼 사고는 작업판 미비, 비산수 고인 물 또는 결빙에 의해 발생한다.

(2) 안전사고 대비책은 다음과 같다.

  (가) 팬은 자동온도조절장치에 의해 자동으로 작동될 수 있으므로 팬에 무단 접근하는 것은 위험함을 인지시켜야 하고 팬 주변에 이에 대한 경고 스티커를 붙여야 한다.  또한 비 관계인의 접근을 물리적으로 제한될 수 있는 시설을 갖추어야 한다.

  (나) 팬 점검 및 보수 시 조작스위치의 타인 접근방지책을 확보해야하고 V-BELT 또는 구동축을 떼어놓고 작업한다.  

  (다) 팬 실린더 상부의 보호망은 금속으로 제작설치하고 실린더 높이가 1.8m 이상이면 설치하지 않도록 한다.

  (라) 과진동을 감지하여 전동기 전원을 차단실 수 있도록 진동스위치 부착을 고려한다.

  (마) 구동 축은 이탈방지 가드를 설치하고 노출된 회전체는 커버로 보호한다.

  (바) 작업 및 점검자의 통로 및 발판 등은 충분히 확보한다.

  (사) 바닥에 고이는 누수, 비산은 즉시 조치한다.

  (아) 구동부의 이상 소음/진동의 점검을 1일 1회 패트롤을 실시하고 정기적인 검사를 실시한다.

다. 민원

(1) 소음으로 인한 민원발생 : 소음은 환경법적으로 엄격히 규제되어 있으며 배출허용기준보다 소음이 작은 경우에는 민원이 제기되는 사례가 발생하고 있다.

(2) 비산으로 인한 민원발생

  (가) 재향군인회병의 레죠오넬라균이 냉각수내에 존재하며, 이동경로는 냉각탑의 가동시 비산으로 인해 비산수가 호흡기를 통하여 폐에 들어감으로써 발병하는 것으로, 비산이 많은 냉각탑에 대한 설치를 반대하는 민원이 자주 발생됨.

  (나) 비산수에 의한 물방울이 주변에 떨어질 경우 냉각탑 주변의 보행자(거주자 포함)에게 직접 영향을 줄뿐 아니라 주변에 주차중인 차량 및 인접 건물의 벽과 창문 등에 얼룩을 지게 하므로 민원이 발생됨.

  (다) 비산수가 바닥에 떨어져 고이게 되면 결빙되거나 이끼류 생성 등 주변이 오염됨.

(3) 백연발생으로 인한 민원발생

  (가) 주로 주거지역에 인접하여 냉각탑을 설치할 시 냉각탑에서 발생하는 백연으로 인해 시각적 장애 및 공해물질로 인식하여 민원을 유발시킴.

  (나) 저기압시 백연이 위로 올라가지 못할 경우 주변의 시야를 가려 교통사고 유발 등의 원인이 될 수 있음으로 민원 대상이 됨.

  (다) 화재로 오인 또는 공해물질배출 등으로 인식되어 B/D에 입주해 있는 회사 이미지와 연관시키게 될 수 있다.

(4) 민원발생에 따른 대책 방안

  (가) 소음 대책

  - 저소음/초저소음형 냉각탑과 저소음 팬을 사용하여 소음 원인을 없앤다.

  - 낙수 소음을 차단하기 위해 향류형보다 직교류형을 채택하거나 낙수소음판을 설치한다.

  - 보다 낮은 소음이 요구될 시 냉각탑 크기를 키우고 풍량을 줄이는 방향으로 설계한다.

  - 냉각탑 주변에 방음벽이나 소음기의 설치를 고려한다. (보다 큰비용이 수반됨)

  (나) 비산 대책

   - 고성능의 비산방지판(ELIMINATOR)을 설치하여 비산량을 줄인다. (동력은 증가함)

   - 저소음/초저소음형 냉각탑은 풍량과 풍속이 적어 상대적으로 비산이 적으며 백연방지냉각탑은 비산이 거의 없다.

  (다) 백연 대책

   - 백연방지형 냉각탑을 적용한다.

(5) 민원발생 사례

  (가) SK-부산 냉각탑 교체 : 주변의 민가에서 소음 및 비산 (아파트내 주차된 차량이 오염)에 의한 민원이 제기되어 향류형 냉각탑에서 초저소음 직교류형으로 교체함.

  (나) 현대건설(주)에서 시공한 구로동 냉각탑 신설 : 주변의 민가에서 소음 및 비산에 의한 레죠오넬라균 확산 등에 의한 우려로 냉각탑 신설 전에 민원 제기함.

  (바) 정부중앙청사(광화문) : 백연으로 인해 화재로 오인되어 소방차가 출동한 사례가 있으며, 중앙정부청사의 이미지상 백연방지 냉각탑으로 교체하고 별관청사(광화문)도 백연방지형으로 적용함.

  (아) 63B/D : 소음 및 비산량 과대로 민원 발생

  (차) 기타

  - 안양, 중동, 일산, 분당 등 신도시 아파트 밀집지역의 열병합발전용 냉각탑은 건설시부터 민원문제를 예상하여 백연방지형을 선택함.

  - 인천신공항의 경우는 공항 등급 문제로 백연방지형이 채택됨.

  - 주상복합B/D의 대부분은 초저소음 백연방지형으로 채택됨.

  - 서울시 지하철공사의 지하역사에는 백연방지형 냉각탑이 채택됨.

  - 최근 민가에 인접한 산업용 냉각탑은 민원대비형 채택

라. 기타

(1) 건축물의 구조안전 검토 : 초기 시공시에는 구조설계사에 의해 냉각탑의 운전중량과 배관 등을 고려한 설계가 이루어진다.  추후, 냉각능력을 확장하거나 냉각탑 위치를 이동하는 경우, 반드시 냉각탑 운전하중에 대한 지반과 연관된 건축물의 공인된 구조안전검토를 시행한다.

(2) 보수공사 : 냉각탑은 외부에 노출되어 있으며 냉각매체가 대기이고, 내부가 상온보다 높아 부식이 빠르며, 수명이 상대적으로 짧아 빈번한 보수공사가 이루어진다.  보수공사시에는 화재/사고 등을 대비한 보험에 가입하고 적합한 설비면허 보유자에게 보수시공을 시켜야하며 반출되는 폐기물에 대한 적법한 처리증명서를 확보해 두어야 한다.