# 가연성가스 및 증기혼합물의 폭발한계 산정에 관한 기술지침

> **출처**: 한국산업안전보건공단 (KOSHA)
> **지침번호**: D-22-2012
> **원본 URL**: https://portal.kosha.or.kr/openapi/v1/file/down/FL00015883359/3
> **License**: 공공누리 출처표시 (변경금지)
> **추출 방식**: PDF → kordoc (라텔웍스 자체 도구, HTML 표 보존)
> **주의**: 이미지·일부 시각적 서식 손실 가능. 정확 원본은 위 URL.

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```markdown
<table>
<tr><th colspan="4"></th></tr>
<tr><td rowspan="5"></td><td>KOSHA GUIDE</td><td colspan="2" rowspan="3"></td></tr>
<tr><td>D - 22 - 2012</td></tr>
<tr><td colspan="3"></td></tr>
<tr><td colspan="2">가연성가스 및 증기혼합물의 폭발한계<br>산정에 관한 기술지침</td><td rowspan="2"></td></tr>
<tr><td colspan="3">2012.7.<br>한국산업안전보건공단</td></tr>
</table>

안전보건기술지침의 개요
ㅇ 작성자 : 이근원
ㅇ 개정자 : 이근원
ㅇ 제정경과
- 1996년 12월 화학안전분야 기준제정위원회 심의
- 1996년 12월 총괄기준제정위원회 심의
- 2004년 10월 KOSHA Code 화학안전분야 제정위원회 심의
- 2004년 12월 KOSHA Code 총괄제정위원회 심의
- 2012년 7월 총괄제정위원회 심의(개정, 법규개정조항 반영)
ㅇ 관련규격
- D. A. Crowl and J. Louvar, Chemical Process Safety : Fundamentals with
Applications, 2nd Editon, 2002
- Bulletin of the Korean Institute for Industrial Safety, Vol. 1, No. 1, 2001
ㅇ 관련법규․규칙․고시 등
- 산업안전보건법 제27조의 규정에 의거 작성됨.
ㅇ 기술지침의 적용 및 문의 이 기술지침에 대한 의견 또는 문의는 한국산업안전보건공단 홈페이지 안전보건기술 지침 소관 분야별 문의처 안내를 참고하시기 바랍니다.
공표일자 : 2012년 7월 18일 제정자 : 한국산업안전보건공단 이사장

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## 가연성가스 또는 증기혼합물의 폭발한계

## 산정에 관한 기술지침

1. 목 적
이 지침은 산업안전보건법(이하 “법”이라 한다) 제49조의 2(공정안전보고서의 제출

등), 같은 법 시행령 제33조의 7(공정안전보고서의 내용) 및 동법 시행규칙 제130 조

의 2(공정안전보고서의 세부 내용 등) 규정에 의하여 사업주가 제출하여야 하는 공정

안전보고서의 원활한 작성을 위해 가연성가스 또는 증기(Vapor)의 폭발하한계 및 폭

발상한계 산정에 관한 기준을 정함을 목적으로 한다.

2. 적용범위
공기와 함께 가연성 혼합물을 형성하는 가연성가스 또는 증기(이하 “가스 등”이라

한다)의 폭발하한계 및 폭발상한계 산정에 적용한다.

3. 용어의 정의
(1) 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다.

(가) “폭발한계(Explosion limit)”라 함은 가스 등의 농도가 일정한 범위내에 있을때

폭발현상이 일어나는 것으로, 그 농도가 지나치게 낮거나 지나치게 높아도 폭

발은 일어나지 않는 범위를 폭발한계라 말한다.

(나) “폭발하한계(Lower explosive limit, LEL)”라 함은 가스 등이 공기중에서 점화

원에 의하여 착화되어 화염이 전파되는 가스 등의 최소농도를 말한다.

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(다) “폭발상한계(Upper explosive limit, UEL)”라 함은 가스 등이 공기중에서 점화

원에 의하여 착화되어 화염이 전파되는 가스 등의 최대농도를 말한다.

(2) 기타 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 이 지침에서 특별히 규정하는 경우를

제외하고는 법, 같은 법 시행령, 같은 법 시행규칙 및 고시에서 정하는 바에 따

른다.

4. 가스 등 혼합물의 폭발하한계 산정
4.1 가스 등의 폭발하한계 산정 기본 방법

가스 등 혼합물의 폭발하한계는 아래 식을 이용하여 산정한다



 

(1)





#  



여기서,



: 가스 등 혼합물의 폭발하한계 (Vol %)

: 가스 등의 성분 중  성분의 폭발하한계 (Vol %)



: 가스 등의 성분 중  성분의 mol 분율

### 



: 가스 등의 성분의 수

4.2 가스 등의 폭발하한계에 대한 온도의 영향

가스 등의 폭발하한계는 온도에 따라 증가하므로 식(2) 또는 식(3)을 이용하여 산정

한다.

 

(2)

     ×     

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<table>
<tr><th></th><th></th><th>     </th></tr>
<tr><td>(3)</td><td>          ×</td><td></td></tr>
<tr><td></td><td></td><td>   </td></tr>
<tr><td></td><td></td><td></td></tr>
<tr><td colspan="3">여기서,</td></tr>
<tr><td> </td><td></td><td>: 특정 온도(T)에서의 폭발하한계</td></tr>
<tr><td> </td><td>: 25 ℃ 에서 폭발하한계</td><td></td></tr>
<tr><td>  </td><td></td><td>: 가스 등의 연소열 [kcal/mol]</td></tr>
<tr><td></td><td>: 온도 [ ℃ ]</td><td></td></tr>
<tr><td colspan="3">4.3 가스 등의 폭발하한계에 대한 압력의 영향</td></tr>
<tr><td></td><td>        </td><td>(4)</td></tr>
<tr><td colspan="3">여기서,</td></tr>
<tr><td> </td><td></td><td>: 25 ℃ 및  압력에서의 폭발하한계</td></tr>
<tr><td></td><td>: 공정의 절대압력 [atm]</td><td></td></tr>
<tr><td colspan="3">5. 가스 등 혼합물의 폭발상한계 산정</td></tr>
<tr><td colspan="3">5.1. 가스 등의 폭발상한계 산정 기본 방법</td></tr>
<tr><td></td><td>   </td><td>(5)</td></tr>
</table>



#  



여기서,



: 가스 등 혼합물의 폭발상한계 (Vol %)



: 가스 등의 성분 중  성분의 폭발상한계 (Vol %)





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<table>
<tr><th> </th><th></th><th>: 가스 등의 성분 중  성분의 mol 분율</th></tr>
<tr><td></td><td>: 가스 등의 성분의 수</td><td></td></tr>
<tr><td colspan="3">5.2 가스 등의 폭발상한계에 대한 온도의 영향</td></tr>
<tr><td colspan="3"> </td></tr>
<tr><td>(6)</td><td>          × </td><td>    </td></tr>
<tr><td></td><td></td><td>     </td></tr>
<tr><td></td><td>         ×</td><td>(7)</td></tr>
<tr><td></td><td></td><td></td></tr>
<tr><td> </td><td> </td><td>  </td></tr>
<tr><td colspan="3">여기서,</td></tr>
<tr><td> </td><td></td><td>: 특정 온도(T)에서의 폭발상한계</td></tr>
<tr><td> </td><td>: 25 ℃ 에서 폭발상한계</td><td></td></tr>
<tr><td>  </td><td></td><td>: 가스 등의 연소열 [kcal/mol]</td></tr>
<tr><td></td><td>: 온도 [ ℃ ]</td><td></td></tr>
<tr><td colspan="3">5.3 가스 등의 폭발상한계에 대한 압력의 영향</td></tr>
<tr><td colspan="3">가스 등의 폭발상한계는 압력의 증가에 따라 증가하므로 다음 식을 이용하여 산정한다.</td></tr>
<tr><td></td><td>            </td><td>(8)</td></tr>
<tr><td colspan="3">여기서,</td></tr>
<tr><td> </td><td></td><td>: 25 ℃ 및 어느 압력(  )에서의 폭발상한계</td></tr>
<tr><td> </td><td>: 25 ℃ 에서 폭발상한계</td><td></td></tr>
<tr><td></td><td>: 공정의 절대압력 [MPa]</td><td></td></tr>
<tr><td colspan="3">-4-</td></tr>
</table>

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다만, LNG의 경우는 다음식을 이용하여 산정한다.

    

(9)

여기서,



: 공정의 절대압력[atm]

6. 가스 등 혼합물의 온도와 압력이 결합된 경우 폭발한계 산정
(1) 폭발하한계는 압력의 의존성이 적기 때문에 온도의 영향만 고려하여 산정한다.

(2) 폭발상한계는 온도와 압력의 의존성이 크므로 각각의 온도, 압력하에서 폭발상한

계를 산정하여 큰 값을 폭발상한계로 한다.

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<부록>

가스 등의 폭발한계 산정 예시

헥산 0.8 Vol %, 메탄 2.0 Vol % , 에틸렌 0.5 Vol %로 구성된 혼합가스의 폭발하

한계 및 폭발상한계의 산정.

| 부피 % | 가연성물질<br>기준 mol 분율 | 폭발하한계<br>LEL (Vol %) |
| --- | --- | --- |
| 0.8<br>2.0<br>0.5 | 0.24<br>0.61<br>0.15 | 1.1<br>5.0<br>2.7 |
| 3.3 | 1.00 |  |

### 폭발상한계

### 물질명

UEL (Vol %)

| 헥산 | 7.5 |
| --- | --- |
| 메탄 | 15.0 |
| 에틸렌 | 36.0 |

소계(가연성물질)

공기

합계

(1) 폭발하한계 산정

식(1)에 의하면

LEL mix =

<table>
<tr><th>y 헥산 + y 메탄 + y 에틸렌</th><th></th></tr>
<tr><td>LEL 헥산 LEL 메탄</td><td>LEL 에틸렌</td></tr>
<tr><td colspan="2">1</td></tr>
<tr><td>LEL mix =</td><td>= 2.53( Vol %)</td></tr>
</table>

| 0.24 | 0.61 | 0.15 |
| --- | --- | --- |
||+|+|
| 1.1 | 5.0 | 2.7 |

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(2) 폭발상한계 산정

식(5)에 의하면

UEL mix =

<table>
<tr><th></th><th>y 헥산</th><th></th><th>y 메탄</th><th></th><th>y 에틸렌</th></tr>
<tr><td></td><td></td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td></tr>
<tr><td></td><td>UEL 헥산</td><td></td><td>UEL 메탄</td><td></td><td>UEL 에틸렌</td></tr>
<tr><td colspan="6">1</td></tr>
<tr><td>UEL mix =</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>= 13.0( Vol %)</td></tr>
<tr><td>0.24</td><td></td><td>0.61</td><td>0.15</td><td></td><td></td></tr>
<tr><td></td><td>+</td><td>+</td><td></td><td></td><td></td></tr>
<tr><td>7.5</td><td></td><td>15</td><td>36.0</td><td></td><td></td></tr>
</table>

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온도의 영향을 받는 가스 등의 폭발하한계의 산정 예시

프로필렌의 폭발하한 및 상한계가 각각 2.4 Vol %, 11 Vol %이고 연소열 492

kcal/mol 이라면, 온도 100℃에서 폭발하한계 및 폭발상한계의 산정

(1) 폭발하한계 계산

식(2)에 의하면

 

     ×     

 

    ×  ×   ×    

   

식(3)에 의하면

|||
| --- | --- |
|×||
|||
|||
|×||
|||

  

(2) 폭발상한계 계산

식(6)에 의하면

 

     ×     

 

    ×  ×     

  

식(7)에 의하면

|||
| --- | --- |
|×||
|||
|||
|||
|××||
|||

  

D - 22 - 2012

압력의 영향을 받는 가스 등의 폭발상한계의 산정 예시

프로필렌의 폭발상한계가 11 Vol %라면, 게이지압력 6.2 MPa에서 폭발상한계의 산정

식(8)에 의하면

시스템압력,  = 6.2 + 0.101 = 6.301 MPa

        

       

 
```
