1. 머리말

11과거에 폐기물 연료는 가치가 거의 없는 것으로 간주하여 어떻게 폐기할까만을 고려하였으나, 오늘날에는 폐기물 연료가 에너지 생산계획에서 중요한 역할을 하게 되었다. 폐기물 연료의 경제적 가치가 기존 연료보다 높아지게 되고, 폐기물 매립지에 대한 정부규제가 강화되어, 폐기물을 연료로 처리하는 것의 장점이 많아지게 되었다. 그리고 황(Sulfur) 함량이 상대적으로 낮은 폐기물 연료를 연소시켜 대기로 배출하면 환경오염의 문제도 해결할 수 있다. 이러한 장점으로 폐기물을 가공, 저장 및 연소하는 처리시설은 그 규모 및 숫자가 빠르게 늘어나고 있다.

이러한 폐기물 처리시설에서 발생하는 손실의 4분의 3은 화재, 기계적 고장 및 전기적 고장으로 인한 것이며, 절반 이상은 화재로 인해 발생하고 있다. 폐기물 처리시설의 화재 손실은 주로 폐기물 연료의 저장 및 처리하는 과정에서 발생하고, 발생빈도는 낮으나 화재위험이 높은 연도가스 처리에서도 화재 손실이 발생하고 있다. 이와 관련하여 폐기물을 연료로 가공, 저장 및 연소하는 폐기물 처리시설의 화재·폭발위험을 줄이고, 화재 발생 시 그 피해를 최소화하기 위하여 최근 제정된 화재보험협회의 폐기물 처리시설의 방화기준(KFS-0760)을 소개하고자 한다.

2. 폐기물 처리시설의 구조

11폐기물 연료를 취급하는 장소는 건축물 내·외부 시공 시 불연성능 이상의 건축자재를 사용하고, 연료 저장 및 취급 장소는 최소 1시간 이상의 내화구조로 설치한다. 여기에는 폐기물 연료 반입장소(Tipping Hall), 연료 저장소(Bunker), 연료 이송건물 및 분쇄기, 분류 및 분리건물과 같은 연료 처리를 위한 별도 건물도 포함된다. 그리고, 연료 저장 및 취급 장소와 다른 장소 사이에 설치하는 출입문은 60분 방화문 또는 60분+ 방화문으로 설치한다. 연료 파쇄기는 연료 저장소 또는 가연성 물질과 떨어진 별도의 건물에 설치한다. 연료 저장소(Bunker) 제어실, 크레인 운전실 및 창문은 최소 1시간 이상의 내화구조로 설치한다.
연소 가스를 취급하는 장소의 모든 연도가스 처리장비는 금속 또는 불연재료로 설치한다. 여기에는 덕트, 집진장치, 송풍기, 스크러버, 탈황기, 환경설비, 굴뚝이 포함된다. 배기가스 집진장치의 여과장치(Filter) 또한 불연재료로 설치하고, 덕트 및 처리장비의 외부 단열은 미네랄울과 같은 불연재료를 사용한다. 배기가스 모니터링실(또는 건물)은 불연재료 이상의 건축자재를 사용한다.

3. 폐기물 처리시설의 손실예방

가. 폐연료 반입장소(Tipping Hall)

11반입장소 전체에 자동식 스프링클러설비를 설치한다. 반입장소에는 가능한 가연성 액체를 보관하지 않으나, 불가피할 경우 안전케비닛(Safety Cabinet) 등의 별도의 보호조치를 적용한다.

나. 폐연료 보관장소(Bunker)

11폐연료 저장소는 천장이 높을수록, 천장에 설치된 스프링클러만으로 벙커 화재를 제어하기 어려울 수 있다. 그러나 건물, 크레인, 기타 설비의 보호를 위해(화재 시 건물구조의 냉각을 위해), 천장 높이의 스프링클러는 중요하다. 방수총(Fire monitor) 설비는 화재 발생 장소에 큰 물줄기를 보낼 수 있으므로, 벙커 화재를 제어하는 데 효과적이다.

1) 폐연료 저장소의 스프링클러설비는 저장소 전체를 포용하고, 기준면적 230㎡에 대하여 최소 살수밀도는 120(ℓ/min)/㎡ 이상이어야 한다. 습식방식은 최대 9.3㎡ 이내마다 대유량 스프링클러헤드(K160)를 설치하고, 건식방식은 기준면적을 300㎡로 늘려야 한다.
2) 제어실 창문은 일제살수식(Delude) 또는 폐쇄형 물분무설비로 보호하며, 해당 스프링클러헤드는 K80 이상으로 설치한다.
3) 폐연료 저장소 위에 캔틸레버 식으로 설치되어, 화재에 직접 노출될 수 있는 제어실은 그 지지대에 습식 스프링클러를 설치한다. 제어실의 하부 노출부에 설치된 스프링클러헤드의 살수밀도 또한 최소 120(ℓ/min)/㎡ 이상이어야 한다.
4) 보일러 연료공급부(Hopper)에도 살수밀도가 120(ℓ/min)/㎡ 이상의 일제살수식 스프링클러헤드를 설치한다.
5) 일제살수식 스프링클러의 기동장치는 열, 연기 또는 불꽃을 감지하는 방식으로 설치하고, 화재 시 쉽게 접근할 수 있는 곳의 바닥으로부터 0.8m 이상 1.5m 이하의 위치에 수동기동장치를 설치한다.
6) 연료 저장소 전체를 포용할 수 있는 위치에 고정식 자동 또는 수동식 방수총(Fire monitor)을 설치한다. 각 방수총의 살수밀도는 6.9bar(100psi)에서 최소 950ℓ/min 이상이어야 한다.
7) 폐연료 저장소에 공급되는 소방용수의 용량은 벙커 천장, 제어실 창문 및 추가 장소의 스프링클러와 2개 이상의 방수총에서 최소 60분 이상 방수될 수 있도록 설계한다.
8) 각 방수총 설비는 스프링클러, 물분무설비 또는 인근 방수총으로 인해 벙커 화재로부터 보호되어야 한다.
9) 방수총 설비의 전원 및 제어용 전기배선은 벙커 화재에 노출되지 않도록 설치한다. 불가피하게 화재에 노출되는 경우 60분 이상의 내화배선을 사용한다.
10) 방수총 설비는 화재감지기로 작동되거나 벙커를 24시간 상시 모니터링할 수 있는 제어실에서 수동으로 작동할 수 있어야 한다.
11) 이러한 화재진압설비의 세부 사항에 대해 해당 작업자에게 철저히 교육하고, 매월 작동 테스트를 해야 한다.
12) 일시적으로 폐연료를 옥외에 보관할 때는 건물로부터 15m 이상 이격하고, 여러 개의 더미로 보관할 경우 더미 사이에 차량 이동 및 진화작업을 위한 3m 이상의 이격거리를 둔다. 폐연료 더미를 쌓는 높이는 수동 소화가 용이하도록 6m 이하로 한다. 각 폐연료 저장소에는 영상정보처리기기(CCTV)를 설치하고, 제어실과 같이 근무자가 24시간 상주하는 장소에서 모니터링한다.

다. 폐연료 처리장비

1) 폐기물 연료를 이송하는 모든 컨베이어에는 위험도에 따라 수동 및 자동식 소화설비를 설치한다.
2) 파쇄기는 유압 드라이브, 스키드 또는 내부를 보호해야 한다. 각 장치에 자동으로 유압이 차단되는 기능을 설치하고, 안전한 장소에서 접근할 수 있는 수동 차단장치도 설치해야 한다.
3) 처리시설 내 이동장비는 미사용 시 중요 건물과 저장소에서 30m 이상 떨어진 곳에 주차한다.

라. 보일러실(또는 건물)

1) 건물 구조부가 스프링클러로 보호되지 않을 경우, 가연성 하중이 존재하는 기름 연소부, 가스 연소부, 폐연료 연소 보일러가 설치된 장소에 스프링클러를 설치한다.

• 2) 해당 스프링클러는 아래와 같이 설치한다.
• 11- 보일러의 버너 및 주변부에 스프링클러를 설치한다.
• 11- 연료 오일장치가 보일러실 내 위치하거나, 오일 배관에 스프링클러가 설치되지 않은 경우에는 오일 저장탱크에 스프링클러를 설치한다.
• 11- 보일러의 화격자 및 바텀애시 컨베이어를 구동하는 유압장치에도 스프링클러를 설치한다.

마. 제어실

제어실의 보호를 위하여 스프링클러 등의 소화설비를 설치한다.

바. 배기가스 모니터링실(또는 건물)

1) 배기가스 모니터링실에 연기감지기를 설치하고, 제어실과 같이 근무자가 24시간 상주하는 장소에 수신기를 설치한다.
2) 모니터링실 또는 건물에는 가스계 소화설비를 설치한다.
3) 배기가스 모니터링실이 다른 영역의 건물 내에 위치할 경우, 배기가스 모니터링실의 보호를 위해 스프링클러를 설치한다. 스프링클러는 190㎡에 대하여 최소 살수밀도는 80(ℓ/min)/㎡ 이상이어야 하고, 그 살수범위는 모든 방향에서 방호대상물의 6m 이상이 포함되어야 한다.

사. 가연성 연도가스 덕트

1) 장비 및 덕트는 불연재료로 설치하고, 덕트 또는 단열재로 가연재료를 사용하는 장소엔는 스프링클러를 설치한다.
2) 배기가스 처리라인은 다른 중요 설비와 서로 분리한다.
3) 가연성 구조의 모든 장비에는 점화원 제어를 위한 라벨을 명확하게 부착한다.
4) 건물에 스프링클러가 설치되지 않은 경우, 가연성 덕트 상부에 단일 라인의 스프링클러를 설치한다. 그리고 덕트 길이 30m에 대하여 헤드 당 살수밀도는 75(ℓ/min)/㎡ 이상이어야 한다.
5) 단면적이 500㎠ 이상이거나 직경이 250㎜ 이상인 연도가스 덕트 내에는 스프링클러를 설치한다.

아. 가연성 연도가스 용기 및 장비

1) 건물 내부에 위치한 스크러버, 흡착기, 직물 필터 하우징(Fabric Filter Housing) 등과 같은 플라스틱 장비가 밀집된 곳에는 자동식 스프링클러를 설치한다. 천장과 바닥 또는 중층(mezzanine) 아래에서 230㎡ 당 최소 120(ℓ/min)/㎡ 이상으로 방수할 수 있어야 한다. 살수범위는 모든 방향에서 방호대상물의 6m 이상이 포함되어야 한다.

• 2) 개방형 스프링클러 또는 물분무설비로 실외 플라스틱 장비와 덕트를 보호한다
• 11- 스프링클러 또는 물분무설비 노즐은 노출된 탱크 표면 전체가 포용되도록 한다.
• 11- 기동용 스프링클러헤드는 스크러버 표면에서 150㎜ 이내에 조기 반응형으로 설치한다.
• 11- 개방형 스프링클러 또는 물분무설비 노즐의 압력은 1.4bar(20psi) 이상으로 하고, 작은 노즐은 2.1bar(30psi) 이상으로 한다.

3) 실외 가연성 덕트 또는 연도가스 처리장치 하부에는 가연성 물질을 보관하거나 가연성 건물을 설치하지 않아야 한다. 가능한 연료 차량이 이러한 설비에 주차하거나 통행하지 않도록 제한하며, 차량 충돌이 방지되도록 덕트에 일정 간격을 두고 라벨을 부착한다.

• 4) 설비 고장, 유지보수 또는 시공 중에 가연성 장비를 보호할 수 있는 수단을 제공한다.
• 11- 연도가스를 탈황하는 용기의 슬러리 노즐은 스크러버 인입부 상부에 위치한 퀜칭수조와 연결한다.
• 11- 그리고 퀜칭수조를 보조하기 위해 소방용수를 연결한다.
• 11- 가연성 장비 내부에는 이동식 물분무소화설비를 설치한다. 이를 위해 기존의 물/슬러리 분무 노즐의 사용을 고려할 수 있다.
• 11- 장비 내부에 이동식 연기감지기를 설치하여 작업자의 모니터링을 보완한다.
• 11- 연도가스 처리장비는 다른 장비 또는 영역과 분리한다.
• 11- 분리된 장비의 전/후단에 조인트 틈새 또는 플랜지에는 방화용 씰(Seal)을 설치한다. 해당 씰은 90분 이상의 내화성능을 보유하거나 물분무설비로 보호되는 금속패널로 설치한다.

5) FRP 또는 고무라이닝탱크가 비어 있는 곳에서는 용접, 절단 등의 열작업(Hot Work)을 제한한다.

4. 맺음말

11폐기물 처리시설은 여러 영역에서 화재위험이 내재한다. 폐기물 반입장소(Tipping Hall), 폐기물 저장시설(Storage Bunker), 폐기물 고형연료(RDF : Refuse-Derived Fuel) 저장 및 처리건물과 같이 폐기물 연료를 더미(많은 물건이 한데 모여 쌓인 큰 덩어리) 형태로 저장하는 영역에서 표면연소 또는 훈소가 발생할 수 있다. 이러한 유형의 화재는 연소진행속도가 느리고 다른 유형의 화재처럼 강렬하지는 않으나, 더 크고 강렬한 화재로 발전할 수 있으므로, 높은 살수밀도의 스프링클러를 설치해야 한다.

일반적으로 폐기물을 연소하는 보일러 연소장비 및 덕트 등은 스테인리스 스틸, FRP 또는 기타 가연성 물질로 만들어지며, 덕트설비는 직경이 크고 장기간 운영된다. 덕트설비와 연소장비는 보일러 작동에 매우 중요하기 때문에 이와 관련된 화재는 폐기물 처리시설을 장기간 가동 중단시킬 수 있다. 따라서, 폐기물 연소영역에서 화재위험을 줄일 수 있는 구조 및 설치방법이 수립되어야 한다.

끝으로, 화재보험협회의 폐기물 처리시설 방화기준(KFS 0760)이 빠르게 성장하고 있는 폐기물산업의 피해 예방 및 손실 경감을 위해 많이 활용되기를 희망한다.