關(guan) 於(yu) 全氟己酮、七氟丙烷兩(liang) 類滅火介質滅火產(chan) 品主要技術與(yu) 滅火性能特點、區別、場所大小應用要點探討(部分)
一、概述
七氟丙烷氣體(ti) 滅火產(chan) 品自20世紀90年代引入我國,近十年來,我國七氟丙烷滅火藥劑平均每年銷售量在2.6萬(wan) 噸左右,累計二十年來,七氟丙烷氣體(ti) 滅火產(chan) 品產(chan) 值突破400億(yi) 元以上,占國內(nei) 氣體(ti) 滅火市場約70%左右,占全球市場的38%左右。
全氟己酮滅火劑於(yu) 2001年在美國首先作為(wei) 滅火劑使用,隨後逐漸進入我國市場。近幾年來,隨著我國鋰電池新能源產(chan) 業(ye) 的快速發展,在小空間鋰電池滅火領域得到快速發展,全氟己酮滅火藥劑近兩(liang) 年來,每年銷售量達到七氟丙烷滅火藥劑量的10%左右,有向較大空間氣體(ti) 滅火場所增長的趨勢,一旦較大空間氣體(ti) 滅火場所的擴大采用,全氟己酮滅火劑增長速度將會(hui) 較為(wei) 可觀。
隨著《關(guan) 於(yu) 消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書(shu) 》的加快生效,七氟丙烷滅火藥劑被列入逐步淘汰中。從(cong) 2025年開始執行2024年生產(chan) 銷售額度,五年後遞減10%,第二個(ge) 五年遞減30%,到2040年遞減50%,2045年遞減80%。這是因為(wei) 七氟丙烷在高溫分解時會(hui) 產(chan) 生氫氟酸(HF)等腐蝕氣體(ti) ,對設備和人員有一定危害,關(guan) 鍵是全球變暖潛值(GWP=2050)相對較高,而全氟己酮具有良好的環保性能,全球變暖潛值(GWP=1)極低。也就是說全氟己酮滅火劑在大氣中排放後,留存時間為(wei) 5天,而七氟丙烷滅火劑在大氣中的留存時間31年左右,這意味著即使七氟丙烷滅火劑現在停止排放,仍會(hui) 在未來幾十年內(nei) 持續影響全球氣候變化。
在“碳達峰”和“碳中和”的背景下,全氟己酮滅火劑替代七氟丙烷滅火劑用於(yu) 電力、通信等要求潔淨使用場所,是氣體(ti) 滅火領域較理想的滅火介質之一。
在產(chan) 品標準方麵,國際標準化組織製定了全氟己酮滅火劑ISO14520-5:2016全球技術框架標準,此標準還有待進一步修改與(yu) 完善,此標準被美國NFPA2001標準采納,全氟己酮成為(wei) 哈龍替代品的主要選擇之一。我國也在積極推進相關(guan) 該標準的製定與(yu) 完善工作,目前《全氟己酮滅火劑》 標準已由應急管理部歸口上報及執行中,該產(chan) 品標準、施工驗收規範行業(ye) 已製定了團體(ti) 標準和規範,還有待進一步修改、完善、提高,目前還沒有像七氟丙烷滅火劑那樣完善成熟的標準與(yu) 標準體(ti) 係。
綜合上述情況,通過近幾年對全氟己酮氣體(ti) 滅火產(chan) 品市場應用關(guan) 注,參入該全氟己酮滅火劑不同類型產(chan) 品研發與(yu) 滅火試驗,與(yu) 專(zhuan) 家和同仁們(men) 廣泛交流,發現全氟己酮滅火劑實際滅火性能、腐蝕、有毒性與(yu) 網絡上宣傳(chuan) 的相差較大,為(wei) 了使全氟己酮氣體(ti) 滅火產(chan) 品不重蹈氣溶膠滅火裝置產(chan) 品現象,本人認為(wei) 有必要寫(xie) 這篇文章,為(wei) 同仁們(men) 在產(chan) 品標準與(yu) 規範製定、產(chan) 品設計與(yu) 選擇、施工與(yu) 驗收及維護保養(yang) 等方麵,可供大家參考和探討。促進氣體(ti) 滅火產(chan) 品的合理應用,提高消防安全保障水平,作出一點貢獻。
二、七氟丙烷、全氟己酮氣體(ti) 滅火介質與(yu) 產(chan) 品主要特點與(yu) 區別
1、物理性能與(yu) 滅火濃度
七氟丙烷是在常溫常壓下無色、幾乎無味、不導電的氣體(ti) ,液體(ti) 密度為(wei) 1.41g/ml,但其沸點為(wei) -16.4℃,極低,隻能用於(yu) 全淹沒滅火環境中,其滅火濃度一般在5.8%-10%之間。
全氟己酮常溫下是一種無色透明的液體(ti) ,液體(ti) 密度為(wei) 1.60g/ml,但其沸點為(wei) 49.2℃,較高,難易氣化,較大空間場所滅火性能比七氟丙烷滅火劑差。全氟己酮滅火劑既可用於(yu) 全淹沒滅火,又可用於(yu) 局部滅火場所。滅火濃度一般在4%-6%左右,視全氟己酮有較低滅火濃度,但在相同的防護區內(nei) ,因液體(ti) 密度大,全氟己酮的實際使用重量,比七氟丙烷的使用重量多,藥劑和設備成本均比七氟丙烷氣體(ti) 滅火產(chan) 品高。

2、貯存與(yu) 氣化情況
七氟丙烷貯存在鋼瓶內(nei) 時呈液態,工作壓力一般在2.5MPa~4.2MPa之間。當從(cong) 噴嘴中噴射出來時,液態的七氟丙烷將迅速氣化為(wei) 氣態,吸收大量熱量,降低周圍溫度,同時稀釋氧氣濃度,達到快速滅火目的。在常溫下,七氟丙烷的氣化速度較快,大小空間滅火效果相差不大,滅火效果均較好和穩定。
全氟己酮在鋼瓶內(nei) 同樣以液態貯存,小空間滅火容量下,一般工作壓力在1.0MPa左右,正常工作壓力在2.5~4.2MPa之間。噴射時,液態全氟己酮因沸點為(wei) 49.2°C,若采用七氟丙烷簡易噴嘴結構,噴射後將以液態柱狀或直徑大於(yu) φ2mm顆粒液態霧狀為(wei) 主。滅火效果將會(hui) 較差。全氟己酮滅火劑噴嘴結構,是氣體(ti) 滅火係統中各類滅火劑噴嘴中最複雜的噴嘴結構。全氟己酮液態滅火劑經噴嘴內(nei) 部結構,應將液體(ti) 破碎小於(yu) φ2mm細小顆粒液態,在一定壓力作用旋轉噴射下才能快速氣化為(wei) 氣態,氣化後的潛熱才會(hui) 較大,才能夠更有效的吸收火場熱量。許多資料闡述和大多數人們(men) 認為(wei) ,在常溫下,全氟己酮也能較快的氣化,且由於(yu) 其沸點低,更易維持氣態滅火狀態,滅火性能還非常好,這些理念是錯誤的,將會(hui) 嚴(yan) 重誤導產(chan) 品設計、應用,甚至產(chan) 品不能滅火危險結果。

3、鋼瓶內(nei) 腐蝕性與(yu) 塗層要求
七氟丙烷對鋼瓶內(nei) 的腐蝕性較小,鋼瓶內(nei) 部通常不會(hui) 采用耐腐蝕的塗層。鋼瓶充裝過程中,采用抽真空和含水量極小的驅動氣體(ti) 氮氣,就可預防七氟丙烷其分解產(chan) 物對鋼瓶和閥門的腐蝕。
全氟己酮化學穩定性比七氟丙烷要差,對鋼瓶有一定的腐蝕性,鋼瓶內(nei) 部應有塗層,一般采用環氧酚醛等塗層,才能進一步提高鋼瓶的防腐蝕性和安全性。
目前,全氟己酮鋼瓶有三種類型:
種是獲得 檢驗報告鋼瓶,鋼瓶壁厚較厚,環焊縫為(wei) 對接焊,有內(nei) 塗層,單價(jia) 更高 。
第二種是鋼瓶有或沒有 檢驗報告,采用七氟丙烷鋼瓶,有內(nei) 塗層,環焊縫為(wei) 搭接焊單價(jia) 中等。
第三種是采用七氟丙烷鋼瓶,沒有內(nei) 塗層,單價(jia) 更便宜 ,將嚴(yan) 重影響氣體(ti) 產(chan) 品的安全性。
4、產(chan) 生HF腐蝕性氣體(ti) 情況
當七氟丙烷噴射到火災火焰現場,在高溫下會(hui) 分解產(chan) 生HF腐蝕氣體(ti) ,一般來說,在700℃左右的高溫下,經過4~20秒,七氟丙烷才明顯分解產(chan) 生的HF氣體(ti) 量相對較多,這對設備和人員都有較大危害,可能會(hui) 腐蝕電子設備、損傷(shang) 呼吸道等。
全氟己酮在500℃火災現場高溫下,經過4~20秒,但產(chan) 生的HF氣體(ti) 量遠高於(yu) 七氟丙烷。
在實際火災中的情況比較複雜,HF產(chan) 生量受火災溫度、火焰燃燒表麵積、滅火劑噴放量、滅火劑氣化程度、滅火時間等因素的影響有關(guan) 。綜合各方麵條件,噴射滅火劑時間≤10S,滅火時間≤60S,滅火劑經噴嘴立即氣化,使防護區發生火災區域快速達到滅火濃度,實現快速撲滅明火,才能減少HF腐蝕氣體(ti) 產(chan) 生。浸漬一定滅火時間後,應及時對防護區通風,將HF腐蝕性氣體(ti) 排出。


