LDAR (Leak Detection and Repair) - 비산배출관리

 

 

LDAR - Leak Detection and Repair

 1  LDAR (Leak Detection and Repair)의 정의
LDAR란 Leak Detection and Repair의 약자로 밸브, 커넥터, 플랜지, 개방식라인, 공정 배수구, 검사용 시료 채취장치, 압력완화장치, 펌프, 압축기 등 여러 종류의 설비에 TAG를 부착하고 Point 위치에 관한 설명을 Inventory하여 데이터를 관리하며, 데이터를 기준으로 측정 검사를 진행한다. 누출Point를 신속하게 수리하고 누출, 방출되는 특정대기유해물질(HAPs, Hazardous air pollutants), 휘발성유기화합물(VOC) 등을 효과적으로 관리해주는 시스템을 말한다. 
* 배관누출관리

 대상업종 

↓↓대기환경보전법 시행령 [별표 9의2] 비산배출의 저감대상 업종(제38조2 관련)↓↓

1. 코크스, 연탄 및 석유정제품 제조업 - 원유 정제처리업
2. 화학물질 및 화학제품 제조업: 의약품 제외
가. 석유화학계 기초화학물질 제조업
나. 합성고무 제조업
다. 합성수지 및 기타 플라스틱물질 제조업
라. 접착제 및 젤라틴 제조업
3. 1차 금속 제조업 가. 제철업
나. 제강업
다. 냉간 압연 및 압출 제품 제조업
라. 알루미늄 압연, 압출 및 연신(원료를 가늘게 늘이는 공정)제품 제조업
마. 강관 제조업
바. 강관 가공품 및 관 연결구류 제조업
4. 고무 및 플라스틱제품 제조업 가. 그 외 기타 고무제품 제조업
나. 플라스틱 필름 제조업
다. 플라스틱 시트 및 판 제조업
라. 벽 및 바닥 피복용 플라스틱 제품 제조업
마. 플라스틱 포대, 봉투 및 유사제품 제조업
바. 플라스틱 접착처리 제품 제조업
사. 플라스틱 적층, 도포 및 기타 표면처리제품 제조업
아. 그 외 기타 플라스틱 제품 제조업
5. 전기장비 제조업 가. 축전지 제조업
나. 기타 절연선 및 케이블 제조업
6. 기타 운송장비 제조업 가. 강선 건조업
나. 선박 구성 부분품 제조업
다. 기타 선박 건조업. 다만, 철강 및 합성수지를 제외한 그 밖의 재료로 비철금속선, 목선 등 항해용 선박을 건조하는 사업장은 제외한다.
7. 육상운송 및 파이프라인 운송업 파이프라인 운송업
8. 창고 및 운송관련 서비스업 위험물품 보관업
9. 금속가공제품 제조업: 기계 및 가구 제외 가. 도장 및 기타 피막처리업
나. 피복 및 충전 용접봉 제조업
다. 그 외 기타 분류 안된 금속 가공제품 제조업. 다만, 금속제 유금(clasp), 유금이 붙은 프레임 또는 금고를 제조하는 사업장은 제외한다.
10. 섬유제품 제조업: 의복 제외 직물, 편조원단 및 의복류 염색 가공업
11. 펄프, 종이 및 종이제품 제조업 가. 적층, 합성 및 특수표면처리 종이 제조업
나. 벽지 및 장판지 제조업
12. 전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향 및 통신장비 제조업 가. 전자감지장치 제조업
나. 그 외 기타 전자부품 제조업. 다만, 다음의 제품을 제조하는 사업장은 제외한다.
1) 라디오 및 텔레비전수상기용 전자관
2) 산업용 및 기타 특수목적용 전자관 및 부분품
3) 전자접속카드(인터페이스카드)
4) 인쇄회로사진원판(포토마스크)
13. 자동차 및 트레일러 제조업 가. 자동차용 신품(新品) 동력전달장치 제조업
나. 자동차용 신품 조향장치, 현가장치(懸架裝置) 제조업
다. 자동차용 신품 제동장치 제조업
라. 그 외 기타 자동차 부품 제조업
마. 자동차 중고 부품 재제조업. 다만, 자동차의 중고 부품으로 엔진, 차체, 전기장치 및 관련 부품을 일련의 재제조 과정을 거쳐 신품 성능을 유지할 수 있는 상태로 만드는 사업장은 제외한다.

 

 공통적용물질 

 

 업종별 대상물질 

 2  비산누출시설 LDAR 적용방법 
• 비산배출저감제도 관리대상 물질 및 업종 파악
• 조성표정리(PFD참고가능)
• P&ID에 관리대상물질 합계 5%이상 마킹 및 물질수지기입
• 대상라인의 장치에 TAG 부착
• Inventory작성(상세위치설명)
• 구축 D.B를 기반으로 현장측정 진행
• 법정관리기준 및 자체관리기준 초과(LEAK) 보수작업진행
• 보수작업이 완료된 장치 재측정

 3  배출저감기술 - 12가지

구분	저감기술 명칭	정의	처리효율	적용 사례
1	장치 변경(개선) 통한 무독성 원료 사용	유용성 원료를 수용성 원료로 대체(코팅제 등)	30~60%	유
2	측정 및 관리시스템 도입	LDAR 등 누출관리시스템을 활용한 실시간 비난 배출 관리	70%	유
3	장치개선을 통한 방지	비산배출원 Non-seal type으로 개선하며 누출 방지	90% 이상	유
4	밀폐 및 포집 장치를 통한 방지시설 이동	샘플링 라인, 도장공정 등에 부스를 설치하며 비산 배출 저감	60~99%	유
5	후드 덕트 시설을 통한 포집	폐수처리시설에 덮개 덕트 등 설치하며 대기 배출을 방지	90%	유
6	탈지 세척기 관리	공정 밀폐하고 입구에 응축기를 설치하여 증기 발생 방지	60~99%	유
7	방지시설의 적정관리 및 유지보수	방지시설 특성에 적합한 최적 관리 및 유지	20~90%	유
8	연소에 의한 제거	VOCs를 농도나 종류에 따라 고온으로 연소시켜 제거	95~99%	유
9	응축에 의한 제거	VOCs를 냉매로 응축시켜 대기로의 배출 저감	60~99%	유
10	회수에 의한 재사용	흡착제를 이용하며 포집하고 회수하며 재사용	80~99%	유
11	흡수에 의한 제거	기체상태의 VOCs를 세정액 처리하여 흡수 제거	80%	유
12	흡착에 의한 제거	활성탄 등의 흡착제를 이용하며 대기 배출 저감	1등급 : 50% 이상 2등급 : 25% 이상 3등급 : 15% 이상 4등급 : 15% 미만	유

※ 출처 : 환경부 배출저감기술안내서



 4  측정 및 관리시스템 도입 (공정관리) 

✓ (정의) 누출오염원관리시스템(Leak Detection and Repair 이하 LDAR)을 활용하여 이송･운반･분배･계량 시설 배출원에 대한 주기적 감시 및 검지를 시행하며, 이상 있는 장치는 즉시 정비 또는 교체하여 배출량과 배출원을 동시에 체계적으로 관리하는기술
• 이송･운반･분배･계량 시설은 장치별(밸브, 플랜지, 시료 채취 연결부, 교반기 등)로 누출지점이 많고, 누출되더라도 육안 식별이 어렵고, 화학물질에 따라서 무색･무취인 경우도 있어 측정하지 않고서는 누출 파악이 어려운 상황
• 누출 가능성이 큰 지점에 바코드가 부여된 인식표(Tag)를 설치하고, LDAR 시스템에 의해 주기적으로 점검 관리함.

기술개요	Leak Detection and Repair(이하 LDAR) 등 누출관리시스템을 활용한 실시간 화학물질의 비산배출 관리기술로 최근 광학이미지 카메라를 이용한 Flare. 저장시설 등 VOCs 누출 모니터링과 공정 배출감시를 위한 Fence Line 모니터링 기술도 활용되고 있음
적용산업 및 공정	벤젠의 이송·운반·분배 - 계량 공정이 있는 전 업종
적용 효과	(적용 전)  이송·운반· 분배 · 계량시설은 장치별(밸브, 플랜지, 시료 채취 연결부, 교반기 등)로 배출원 수가 많고 누출이 되더라도 누출 여부의 육안 확인이 어려운 상황  (적용 후)  LDAR를 도입하여 대상 공정의 누출지점에 바코드 번호가 부여된 인식표 (Tag)를 설치하고 VOCs 측정기(검지기)를 이용하여 배출원에 대한 주기적 점검을 통해 누출 확인 및 신속한 장비 보수 가능
저감효과	70%

 5  비산배출 저감 제도 신고등 행정업무

비산배출시설 신고 및 정기점검(3년 단위) 의무 규정, 정기점검 기관명시	[대기환경보전법] 제 38조2(비산배출의 설치신고 등)
별표 9의 2에 비산배출 대상업종(39개 업종) 규정	[대기환경보전법 시행령] 제38조2(비산배출의 저감대상 업종)
신고 변경신고 수리 등 관련업무 수도권대기환경청장, 지방 유역환경청장 위임	[대기환경보전법 시행령] 제63조(권한의 위임)
비산배출시설 신고 º변경신고 대상, 방법, 내용 등 규정	[대기환경보전법 시행규칙] 제 51조의2(비산배출시설의 설치º운영신고 및 변경신고등)
비산배출시설 개선 등의 조치명령 미이행 사항에 대한 벌칙 규정	[대기환경보전법] 제90조(5년 이하의 징역이나 5천만원 이하의 벌금)
비산배출시설 미신고 및 정기점검 미수검 사항에 대한 벌칙 규정	[대기환경보전법] 제92조(300만원 이하의 벌금)
비산배출시설 변경신고 미이행에 대한 과태료 규정	[대기환경보전법] 제94조(200만원 이하의 과태료)
비산배출시설 미신고, 시설 관리기준 미이행, 정기점검 미수검 사항에 대한 행정처분 규정	[대기환경보전법 시행규칙]제134조(행정처분기준)

 

비산배출 저감 제도 - 관리대상물질 측정.분석방법

 1  비산배출시설을 설치 운영 신고한 자는 [대기환경보전법 시행규칙] 별표 10의2에 따라 비산배출시설에서 발생하는 관리대상물질을 측정 분석하여야 한다.

비산배출시설	측정내용
사업장 주변	관리대상물질 대기환경농도(권고사항)
공정배출시설	배출가스 처리시설의 관리대상물질 저감효율 또는 굴뚝농도
냉각탑 및 열교환기	냉각수 및 열교환기 총유기탄소(TOC)
저장시설	배출가스 처리시설의 관리대상물질 저감효율 또는 굴뚝농도
육상출하시설	배출가스 처리시설의 관리대상물질 저감효율 또는 굴뚝농도
유수분리조	배출가스 처리시설의 관리대상물질 저감효율 또는 굴뚝농도
펌프, 시료채취장치 등	배출가스 처리시설의 관리대상물질 저감효율 또는 굴뚝농도
비산누출시설	휘발성유기화합물 누출농도
원료야적장, 소결로	해당시설 부지경계선에서의 비산먼지
옥내도장시설	배출가스 처리시설의 관리대상물질 저감효율 또는 굴뚝농도

 2  관리대상물질 대기환경농도 및 배출가스 처리시설의 저감효율 또는 굴뚝농도, 비산누출시설의 휘발성 유기 화합물 누출농도는 관리대상물질 물리.화학적 성상을 고려하여 [대기오염공정시험기준] 에 따라 측정.분석하여야 한다.

관리대상물질 성상구분	시료 구분	측정 방법	분석 방법
유기물질	환경대기 (탄화수소)	직접 채취법, 용기채취법, 용매채취법,  고체흡착법, 저온농축법 등	측정기기 분석법(FID 등)
	배출가스 (총탄화수소)	직접 채취법	측정기기 분석법(FID, NDIR)
	비산누출시설 누출가스	직접 채취법	측정기기 분석법(FID, PID, NDIR)
무기물질	배출가스 (비산먼지)	고.저용량 시료채취법, 광학식 측정법	중량법(여지 전·후 무게차), 베타선법 등
	배출가스	용기채취법	이온크로마토그래피,  자외선가시선분광법, 적정법 등
금속화합물	환경대기	고.저용량 시료채취법	원자흡수분광광도법,  유도결합플라즈마 분광법
	배출가스	등속흡인 시료채취법	원자흡수분광광도법,  유도결합플라즈마 분광법

 

LDAR 운영체계

 1  운영체계

 2  운영전략

 3  LDAR 분석

 3  LDAR 운영 점검

• LDAR 운영 점검편은 사전 LDAR시스템을 도입하고 있는 사업장에 한하며, 시설관리기준에 적합하게 운영,관리하고있는지에 대해 검토하여 개선방안을 제시하는 서비스입니다.
• 제안 할 전략이나 시스템을 상세히 하여 작성합니다. 새로운 프로젝트(전략)의 정의, 구현방법, 단계별 전략 등을 자세히 기재하여 제안하고자 하는 프로젝트(전략)을 충분히 알 수 있도록 합니다. 또한 현재의 시스템과 비교 분석하여 새로운 개선방안을 제안할 수 있습니다.    

 4  LDAR 교육

사후관리 단계	차후 문제점을 분석하여 개선안을 도출 할 수 있도록 연락망 구축
본 단계	LDAR System 운영 및 활용방법교육
계획단계	기본계획수립 – LDAR프로그램의 활용을 위한 이해도 조사 및 맞춤교육 계획수립

 5  LDAR System 구축 

 6  Work Flow

 

 

 7  LDAR 측정

 

LDAR 적용대상 시설관리기준

 저장시설
가) 이 관리기준은 설계저장용량이 40㎥ 이상이면서, 관리대상물질 농도의 합이 5wt% 이상 되는 유체를 저장하는 시설을 대상으로 한다. 다만, 설정압력이 10kPa 이상인 압력탱크 저장시설은 이 시설관리기준의 적용대상에서 제외한다.
나) 내부부상지붕(internal floating roof)형 저장시설의 경우
   (1) 내부부상지붕은 저장용기 내부의 액체표면에 놓여 있거나 떠 있어야 한다. 다만, 반드시 액체와 접촉할 필요는 없다.
   (2) 저장탱크 내벽과 부상지붕의 상단 가장자리에는 다음 필폐장치 중의 하나를 갖추어야 한다.
    (ㄱ) 유면과 접촉되어 떠 있는 폼 밀봉장치(foam seal) 또는 유체충진형 밀봉장치는 저장탱크의 내벽과 부상지붕 사이의 유체와 항상 접촉되어 있어야 한다.
    (ㄴ) 이중 밀봉장치는 저장용기 벽면과 내부 부상지붕의 가장자리 사이의 공간을 완전히 막기 위하여 2개의 층으로 되어 있고, 각각이 지속적으로 밀폐될 수 있도록 하여야 한다.
    (ㄷ) 지렛대 구조밀봉장치(mechanical seal)
   (3) 자동환기구와 림(rim)환기구를 제외하고, 부상지붕에 설치되는 각 개구부의 하부 끝은 액체표면 아래에 잠길 수 있도록 설계되어야 하며, 각 개구부의 상부에는 덮개를 설치하여 작동 중일 때를 제외하고는 항상 틈이 없이 밀폐되도록 하여야 한다.
   (4) 자동환기구는 개스킷(누설방지재)이 장착되어야 하며, 부상지붕이 액체표면에 놓여 있거나 떠 있지 아니하거나 지붕 지지대에 놓여 있을 때를 제외하고 작동 중인 때에는 항상 닫힌 상태여야 한다.
   (5) 림환기구는 개스킷이 장착되어야 하며, 부상지붕이 지붕지지대에서 떨어져 부상하고 있거나 사용자가 필요할 때에만 열리도록 설치하여야 한다.
   (6) 부상지붕 상부의 고정지붕에서 발생되는 배출가스를 1)나)에 따른 공정배출시설의 시설관리기준에 따라 처리해야 한다. 이 경우 이 기준 시행 이전에 설치된 시설은 연차별로 처리시설을 전체 대비 2020년까지 20%, 2021년까지 40%, 2022년까지 70% 2023년까지 100% 설치하되, 연차별 설치가 어려운 시설은 2022년까지 설치를 완료해야 한다.

   (7) 고정지붕의 비산누출시설은 6)에 따른 비산누출시설의 시설관리기준을 따른다."
다) 외부부상지붕(extemal floating roof)형 저장시설의 경우
   (1) 외부부상지붕은 폰툰식(pontoon type)이거나 이중갑문식 덮개(double deck typr cover)구조이어야 한다.
   (2) 저장용기 내벽과 부상지붕의 상단 가장자리에는 이중 밀폐장치를 설치하여야 한다.
   (3) 부상지붕은 초기 충전 시와 저장용기가 완전히 비어 재충전할 경우를 제외하고는 항상 액체표면에 떠 있어야 한다.
   (4) 자동환기구와 림환기구를 제외하고, 부상지붕에 설치되는 각 개구부의 하부 끝은 액체표면 아래에 잠길 수 있도록 설계되어야 하며, 각 개구부의 상부에는 덮개를 설치하거나 항상 틈이 없이 밀폐되도록 하여야 한다.
   (5) 자동환기구는 개스킷이 장착되어야 하며, 부상지붕이 액체표면에 떠있지 아니하거나 지붕지지대에 놓여 있을 때를 제외한 작동 중에는 항상 닫힌 상태이어야 한다.
   (6) 림환기구는 개스킷이 장착되어야 하며, 부상지붕이 지붕지지대에서 떨어져 부상하고 있거나 사용자가 필요할 때에만 열리도록 설치해야 한다.
   (7) 부상지붕의 밀폐장치, 개구부 자동환기구, 림환기구 등 비산누출시설에 대하여 매주 1회 광학가스탐지카메라로 모니터링 한 내용을 기록매체에 저장º보관하고, 대기오염공정시험기준의 휘발성유기화합물 누출확인방법에 따라 누출농도를 매월 1회 측정해야 하며, 모니터링한 내용과 누출농도 측정 결과를 매월 1회 운영기록부에 기록해야 한다. (우측예시 참조)
라) 고정지붕형(fixed roof) 저장시설의 경우 발생되는 배출가스를 1)나)에 따른 공정배출시설의 시설관리기전에 따라 처리해야 한다.

 폐수처리시설

가) 이 관리 기준은 공정배출시설에서 배출되는 폐수를 포함하거나 접촉하게 되는 폐수관로, 집수조 및 유수분리조를 대상으로 한다.
나) 폐수관로[드레인 라인(drain line)을 포함한다]는 관리대상물질이 대기 중으로 확산 배출되지 않도록 폐쇄형 구조로 설치하여야 한다. 다만, 폐수의 특성에 따른 안전상 문제가 발생할 수 있을 경우에는 환경청장의 동의 하에 일정 구간의 폐수관로는 폐쇄형 구조로 설치하지 않을 수 있다.
다) 중간집수조에는 덮개를 설치하거나 덮개 및 환기배관을 설치하여야 하며, 중간집수조에서 폐수처리시설로 이어지는 하수구는 환기배관을 제외하고는 대기중으로 개방되어서는 아니 된다.
라) 집수조의 개방면으로부터 관리대상물질을 500ppm(총탄화수소 기준) 이상의 농도로 비산배출 하는 집수조는 부상지붕이나 상부덮개를 설치º운영하여야 한다. 이 경우 비산배출되는 관리대상물질 농도확인은 대기오염공정시험기준에 따른 휘발성유기화합물 누출확인방법을 따른다.
마) 폐수처리시설의 유수분리조는 부상지붕이나 상부덮개를 설치º운영하여야 하며, 상부덮개를 설치한 경우에는 덮개와 유체표면 사이의 공간에서 발생되는 배출가스를 1)나)에 따른 공정배출시설의 시설관리기준에 따라 처리해야 한다."

 비산누출시설
가) 이 관리기준은 관리대상물질 농도의 합이 5wt% 이상 되는 유체를 포함하거나 접촉하게 되는 밸브, 펌프, 압축기, 개방식라인, 압력완화장치, 커넥터, 플랜지(flange), 검사용 시료채취장치, 공정배수구 등의 비산누출시설을 대상으로 한다. 다만, 밀폐된 공간에 있는 비산누출시설의 경우에는 1)나)에 따른 공정배출시설의 시설관리기준을 적용한다.
나) 대기오염공정시험기준에 누출확인방법이 규정된 관리대상물질을 취급하는 비산누출시설은 현장에서 비산누출시설을 식별할 수 있도록 다음 기준을 따른다.
 (1) 비산누출시설의 일련번호와 위치정보를 포함한 별지 제20호의9서식의 비산누출시설 목록을 작성하여 보관해야 한다.
 (2) 일련번호와 바코드(bar code)를 기재한 명판을 부착해야 한다. 다만, 플랜지, 커넥터 등 부착하기 어려운 시설은 부착하지 않을 수 있다."
다)~사) 생략(별도첨부)
아) 비산배출시설에 대하여 대기오염공정시험기준의 휘발성유기화합물 누출 확인방법에 따라 누출점거을 매년 1회 실시해야 한다.
자) 아)에 따른 누출점검은 총탄화수소를 기준으로 하고, 누출기준농도는 다음 구분에 따른다.
   (1) 2019년 12월 31일까지 :  1,000ppm
   (2) 2020년 1월 1일부터 : 500ppm. [단, Pump 는 1,000ppm으로 한다]
   (3) 비제조구역 내의 Pump 및 검사용 시료채취장치 : 500ppm
차) 자)애 따른 누출기준농도를 초과하는 시설은 해당 사실을 확인한 날부터 30일 이내에 누출기준농도 미만으로 조치한 후 누출여부를 재확인하여 운영기록부에 기록해야 한다. 단, 시설을 수리하기 위하여 전체공정의 가동중지가 불가피한 경우에는 환경청장과 협의하여 조치기간을 연장할 수 있다.
카) 아)에도 불구하고 다음 어느 하나에 해당하는 시설은 누출점검 대상에서 제외한다.
   (1) 고온º고압조건, 시설의 붕괴 및 폭발의 위험 등과 같이 누출점검자가 즉각적인 위험에 노출될 수 있다고 판단되는 비안전 누출시설
   (2) 파이프 받침대(rack), 공간협소지역, 낙상사고 우려지역, 에너지 절감을 위하여 보온재로 밀폐한 시설이나 고소 위험지역에 위치하여 누출점검자가 누출 점검을 수행하기 어려운 누출점검 난해시설 등
   (3) 라)(1)에 따른 밀폐형 펌프
   (4) 대기오염공정시험기준에 누출확인방법이 없는 관리대상물지을 취급하는 비산누출시설
타) 비안전 누출시설과 누출점검 난해시설의 총 개수는 비산누출시설 총 개수의 20%를 초과할 수 없다. 단, 공정 특성상 불가피한 경우에는 환경청장과 협의하여 20%를 초과할 수 있다.
파) 비산누출시설 누출점검 결과는 제1호다목에 따른 점검보고서에 포함해야 한다.

참고 문헌

 

비산배출 저감을 위한 세부이행지침	바로가기
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배출저감기술 안내서	바로가기
대기오염공정시험기준	바로가기
휘발성유기화합물질 배출시설의 종류, 시설의 규모, 배출억제․방지시설의 설치등에 관한 규정	바로가기

 

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