Brownfield Project Part 6. Brownfield HAZOP - 기존 위험과 새로운 위험을 함께 분석하는 HAZOP

Brownfield Project에서 HAZOP가 중요한 이유

 

Brownfield Project는 기존 공장을 운영하면서 일부 설비를 증설하거나 개조(Revamp)하는 프로젝트입니다.

 

이러한 프로젝트에서는 기존 설비가 계속 운전되고 있으며 이미 다양한 위험원이 존재합니다.

 

따라서 위험성 평가(Hazard and Operability Study, HAZOP)는 단순히 새로운 설비(New Design)만 분석하는 것이 아니라,

 

• 기존 설비(Existing Plant)
• 신규 설비(New Equipment)
• 두 설비가 연결되는 Interface

를 함께 분석해야 합니다. 즉,

Brownfield HAZOP는 "새로운 위험(New Risk)"과 "기존 위험(Existing Risk)"을 동시에 관리하는 HAZOP입니다.

 

 

 

Brownfield HAZOP의 특징

 

Greenfield Project에서는 모든 설비가 새롭게 건설되므로 설계도면만을 기준으로 위험을 분석할 수 있습니다.

 

하지만 Brownfield Project에서는 이미 수년에서 수십 년 동안 운영된 설비가 존재합니다.

 

따라서 HAZOP에서는 다음 사항을 반드시 고려해야 합니다.

 

• 기존 운전 상태
• 기존 운전 절차
• 기존 Alarm
• 기존 Interlock
• 기존 PSV
• 기존 사고 이력
• 기존 Trouble History
• 기존 HAZOP 결과

즉, Brownfield HAZOP는 설계 검토보다 운전(Operation)에 대한 이해가 더욱 중요합니다.

 

 

Existing Safeguard 검토

 

Brownfield HAZOP의 첫 번째 단계는 Existing Safeguard를 확인하는 것입니다.

 

Safeguard란 위험 발생 시 사고를 예방하거나 피해를 줄여주는 보호계층을 의미합니다.

 

대표적인 Existing Safeguard는 다음과 같습니다.

 

• PSV
• SIS (Safety Instrumented System)
• Alarm
• Interlock
• Check Valve
• DCS Trip
• Operating Procedure
• Operator Patrol

여기서 중요한 점은 기존 Safeguard가 지금도 유효한가?입니다.

 

예를 들어 기존 Line에는 PSV가 설치되어 있었지만 Revamp 이후 유량이 증가하였다면, 기존 PSV는 더 이상 충분한 보호장치가 아닐 수 있습니다.

 

또한 기존 Alarm Set Point 역시 새로운 운전조건에서는 적절하지 않을 수 있습니다. 따라서 Brownfield에서는

 

Existing Safeguard의 적정성을 다시 검증하는 과정이 반드시 필요합니다.

 

 

 

신규 위험(New Risk) 분석

 

Brownfield Project에서 가장 중요한 목적은 새로운 위험(New Hazard)을 찾는 것입니다.

 

대표적인 신규 위험은 다음과 같습니다.

 

① Tie-in으로 인한 역류

새로운 배관 연결로 기존 설비에 역류 발생

 

② 압력 증가

기존 배관이 신규 설비 용량을 감당하지 못함

 

③ Utility 부족

기존 Utility Capacity 초과

 

• Cooling Water
• Nitrogen
• Instrument Air

 

④ Control Interaction

기존 Control Valve와 신규 Control Logic이 서로 영향을 줌

 

⑤ Shutdown Sequence 변경

기존 ESD Sequence가 변경되어 예상하지 못한 사고 발생

 

이러한 위험은 Greenfield에서는 존재하지 않는 경우가 많으며 Brownfield Project에서 자주 발생합니다.

 

 

Existing Risk도 반드시 검토해야 하는 이유

 

Brownfield HAZOP에서는 새로운 위험만 분석하면 안 됩니다.

 

기존에도 존재했던 위험이 Revamp 이후 더 커질 수도 있기 때문입니다.

 

대표적인 사례는 다음과 같습니다.

 

• 기존 PSV Capacity 부족
• 기존 Pipe Stress 증가
• 기존 Compressor Surge Margin 감소
• 기존 Pump Minimum Flow 문제
• 기존 Utility 부족 심화

즉, 위험이 새롭게 발생하지 않아도 기존 위험도가 증가하면 HAZOP Action Item이 될 수 있습니다.

 

 

LOPA와의 연계

HAZOP 결과 중 위험도가 높은 항목은 LOPA(Layer of Protection Analysis)로 이어집니다.

 

LOPA는 현재 보호계층(Safeguard)이 충분한지를 정량적으로 검토하는 과정입니다.

 

예를 들어 HAZOP에서

Cooling Water Failure → Reactor Temperature High

 

라는 Scenario가 도출되었다면 LOPA에서는

 

• Alarm
• SIS
• PSV
• Operator Response

등이 실제로 위험을 얼마나 감소시키는지를 분석합니다.

 

만약 위험도가 허용 기준보다 높다면 다음과 같은 개선이 이루어질 수 있습니다.

 

• SIL 적용
• PSV 증설
• Alarm 추가
• Interlock 추가
• Independent Protection Layer(IPL) 추가

즉, HAZOP는 위험을 식별(Identify)하고, LOPA는 위험이 허용 가능한 수준인지 평가(Evaluate)하는 역할을 수행합니다.

 

 

Action Item 관리

 

Brownfield Project에서는 HAZOP Action Item 관리가 매우 중요합니다.

 

많은 프로젝트에서 HAZOP는 수행하지만 Action Item이 제대로 관리되지 않아 문제가 발생합니다.

 

대표적인 Action Item은 다음과 같습니다.

 

• PSV 재검토
• Pipe Rating 변경
• Control Logic 수정
• Alarm Set Point 변경
• Operating Procedure 개정
• Tie-in Sequence 수정
• Shutdown Procedure 수정

Action Item은 일반적으로 다음과 같이 관리합니다.

 

관리 항목	내용
Action 번호	고유 번호 부여
담당자	Discipline 지정
Due Date	완료 기한
상태	Open / Close
증빙자료	계산서, 도면, 절차서 등

 

특히 EPC 프로젝트에서는 Action Item이 모두 종료(Closed)되지 않으면 설계 완료(Design Freeze)나 시운전 단계로의 진행에 영향을 줄 수 있으므로, 체계적인 추적 관리가 필요합니다.

 

 

Brownfield HAZOP에서 자주 놓치는 사항

 

실무에서 자주 발견되는 누락 사항은 다음과 같습니다.

 

• 기존 Alarm의 유효성 미검토
• Existing Operating Procedure 검토 누락
• Utility Capacity 미확인
• Shutdown Sequence 영향 검토 부족
• Tie-in 영향 과소평가
• 기존 PSV 재평가 누락
• Existing Incident History 미반영
• Action Item Follow-up 부족

이러한 요소는 실제 사고나 운전 장애로 이어질 수 있으므로 HAZOP 초기 단계부터 반드시 확인해야 합니다.

 

 

Brownfield HAZOP 체크리스트

 

HAZOP 수행 전 다음 항목을 확인하면 도움이 됩니다.

 

• 기존 P&ID 최신 여부 확인
• 기존 운전 데이터 확보
• 기존 HAZOP 보고서 검토
• Existing Safeguard 확인
• Tie-in Interface 정의
• Utility Capacity 검토
• Existing Risk 재평가
• LOPA 필요 여부 검토
• Action Item 관리 계획 수립

 

 

마무리

 

Brownfield HAZOP는 단순히 신규 설비의 위험성을 평가하는 절차가 아닙니다.

 

기존 플랜트가 가진 위험을 정확히 이해하고, Revamp로 인해 새롭게 발생하거나 기존보다 커질 수 있는 위험을 함께 분석하는 것이 핵심입니다.

 

특히 Existing Safeguard의 적정성 검토, Existing Risk 재평가, LOPA 연계, Action Item의 체계적인 관리는 Brownfield Project의 안전성과 성공적인 설계 품질을 좌우하는 핵심 요소입니다. 따라서 Brownfield HAZOP는 설계팀뿐만 아니라 운전, 정비, 계장, 안전 부서가 함께 참여하여 다양한 관점에서 위험을 검토해야 가장 큰 효과를 얻을 수 있습니다.