Impact Assessment of Ammonia Transfer Pipeline Leakage in a Co-Firing Power Plant Using CFD

탄소중립 사회 실현을 위한 에너지 전환이 가속화됨에 따라, 암모니아는 탄소 배출이 없는 청정 연료로 주목받고 있다. 특히 석탄 화력발전소에 암모니아를 혼소하는 방식은 기존 인프라를 활용하면서 온실가스 저감이 가능해, 현실적인 전환 수단으로 평가된다. 그러나 암모니아는 높은 독성과 휘발성을 지녀, 대규모 저장 및 이송 과정에서 누출 사고 발생 시 광범위한 인명 및 환경 피해가 우려된다. 이에 따라 정량적 위험성 평가는 필수적이다. 본 연구는 국내 A발전소의 암모니아 혼소 실증 시설을 대상으로, 기화기 후단 배관에서 암모니아가 누출되고 풍향이 작업장 방향(270°)으로 부는 조건을 대표 시나리오로 설정하였다. 해당 시나리오에 대해 3차원 전산폭발 및 가스확산 해석 프로그램인 FLACS 24.1을 활용하여, 대기 중 암모니아 확산 거동을 수치적으로 모사하였다. 해석에는 3차원 지형과 구조물이 반영되었으며, 중력 및 난류 모델 기반의 확산 해석을 통해 시간에 따른 독성 농도 분포를 예측하였다. 분석 결과, ERPG-2 기준농도(200 ppm)를 초과하는 영역이 작업 구역 일부에 형성되는 것으로 확인되었으며, 이를 바탕으로 근로자의 노출 가능성과 초기 대응 시간 확보 가능성을 평가하였다. 본 연구 결과는 암모니아 기반 혼소 발전설비의 비상대응 계획 수립 및 대피 전략 설계에 활용 가능한 기초자료로서의 의의가 있다.