LOPA: 방호 계층 분석의 핵심과 적용 방법

LOPA: 방호 계층 분석의 핵심과 적용 방법

 

 

1. 개요
LOPA는 산업 공정에서 발생할 수 있는 위험 요소에 대해 다양한 방호 계층(Layers of Protection)을 평가하는

분석 기법입니다.

HAZOP에서 도출된 위험 시나리오를 기반으로, 사고 가능성을 정량적으로 평가하고 방호 계층의 적절성을

판단합니다.

 

주로 중간 복잡도의 위험 평가에서 사용되며, 과도하거나 불필요한 안전 조치를 방지하는 데 도움을 줍니다.

 

 

 

2. 목적
  1) 사고 발생 가능성과 결과를 정량적으로 평가하여 위험 허용 기준(ALARP, As Low As Reasonably Practicable)을

    충족하도록 설계합니다.
  2) 안전 조치가 적절히 배치되었는지 확인하고, 추가적인 방호 계층이 필요한지 판단합니다.

 

 

 

3. 분석 절차
  1) 위험 시나리오 정의
    - HAZOP이나 기타 위험 식별 기법을 통해 도출된 시나리오를 구체적으로 기술

  2) 발생 빈도 산정
    - 기본 사고 시나리오의 발생 빈도를 평가

  3) 방호 계층 식별
    - 방호 계층(Layer of Protection)을 식별하고 각각의 계층이 위험을 줄이는 역할을 분석
  4) 위험 감소도 평가
    - 각 방호 계층이 사고 발생 확률을 얼마나 줄이는지 정량적으로 평가(최소 SIL 요구 사항)
  5) 잔여 위험 평가
    - 방호 계층의 작동 후에도 남아 있는 잔여 위험이 허용 가능한 수준인지 확인
  6) 결과 기록 및 보고
    - 분석 결과를 문서화하고 설계 개선 또는 운영 절차 조정 권고

 

 

 

4. 방호 계층의 종류
  1) 본질적 안전 설계(Inherent Safety Design)
    - 공정 설계 단계에서 사고 가능성을 원천적으로 제거하거나 최소화
  2) 기본 공정 제어(BPCS, Basic Process Control System)
    - 공정 변수(압력, 온도, 유량 등)를 제어하여 정상 상태를 유지
  3) 운전자의 개입(Operator Intervention)
    - 이상 상황에서 운전자가 수동으로 개입하여 위험을 완화
  4) 독립적 보호 계층(IPL, Independent Protection Layer)
    - 다른 방호 계층과 독립적으로 작동하는 시스템(예: 안전 계장 시스템, 압력 방출장치)
  5) 비상 방출 및 완화 시스템
    - 비상 상황에서 가스를 대기로 방출하거나, 화재 및 폭발을 완화
  6) 비상 대응(ERP, Emergency Response Plan)
    - 사고 발생 후 인명과 시설 피해를 최소화하기 위한 계획

 

 

 

5. 장점
  1) 정량적 평가 가능
    - 위험 요소를 숫자로 표현하여 객관적인 판단 근거 제공
  2) 효율적인 위험 관리
    - 불필요한 방호 계층을 제거하거나 부족한 계층을 추가하여 최적의 안전 설계 가능
  3) 적용 용이성
    - 다양한 산업 분야와 설비 유형에 쉽게 적용 가능

 

 

 

6. 단점
  1) 기초 데이터 의존성
    - 신뢰할 수 있는 사고 빈도 데이터와 계층 효과성이 필요
  2) 복잡성
    - 방호 계층 간 상호 작용을 과소평가하거나 과대평가할 위험 존재
  3) 전문가 의존성
    - 분석의 품질이 수행자 경험과 전문성에 따라 달라질 수 있음

 

 

 

7. 결론
LOPA는 다양한 방호 계층을 체계적으로 분석하여 위험을 허용 가능한 수준으로 줄이는 데 중요한 도구입니다. 

이를 통해 산업 공정의 안전성을 강화하고, 사고로 인한 인명과 자산 피해를 효과적으로 예방할 수 있습니다.