哈龙灭火剂及其替代产品的技术性能比较

卤代烷(halon，译名为哈龙)灭火剂的危害早期哈龙灭火剂由于在灭火方面具有灭火浓度低、灭火效率高、不导电等优异性能，从而在世界各地获得广泛应用。我国在80年代初期至90年代中期达到应用高峰，被广泛应用于计算机房、通讯机房、高低压配电室、档案馆等重要场所。1973年美国加利福利亚大学的Rowland教授和Molina博士发表了《环境中的CFCs》论文，该论文指出卤代烷化合物(CFCs)严重破坏了位于地球上空25-40公里处大气层中的臭氧层，它是造成臭氧层空洞形成的重要原因。大气同温层的臭氧是地球对太阳有伤害性紫外线辐射层的保护，大量减少臭氧，人体免疫性将受到损害，会增加皮肤癌症和白内障发病率，并造成地球生态系统的改变。自此，全球发起了取消ODS(臭氧层消耗物)的使用、保护臭氧层的运动。联合国环境计划署(IJNEP)于1987年制定了《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔协定书》，后经多次修改，最后明确规定:发达国家淘汰CFCs和哈龙灭火剂的时间为2000年1月1日，发展中国家淘汰CFCs和哈龙灭火剂的时间为2010年1月1日。我国政府承诺:至2005年起停止使用哈龙1211灭火剂，自2010年起停止生产1301灭火剂。哈龙灭火剂及其替代产品的技术性能比较(1)卤代烷灭火剂卤代烷灭火剂问世于20世纪初，开始用于飞机及船舶的消防系统。70年代初，美国防火协会(NFPA)先后制定并通过了1301灭火系统和1211灭火系统的正式标准，从而促使1211和1301在世界范围内的迅速推广。我国卤代烷的引进和研究始于1964年，但系统的应用研究和相关规范标准的制定到80年代才开始。卤代烷灭火剂是以卤素原子取代一些低级烷烃类化合物中的部分或全部氢原子后所生成的具有一定灭火能力的化合物的总称，又称Halon(哈龙)灭火剂。它作为一种清洁灭火剂曾得到大力推广，广泛应用于各种电力电子设备房，70年代发现卤代烷为破坏大气臭氧层的元凶之一。1991年通过了《蒙特利尔议定书(修正案)》，各发达国家已全面停止使用卤代烷，我国也将于2005和2010年分别对1211和1301灭火剂全面禁用。(2)二氧化碳(CO2)二氧化碳(CO2)是地球大气成分之一，用作灭火剂始于19世纪，至今已有100多年的历史，在我国也制定有《二氧化碳灭火系统设计规范》，它在常温常压下是一种无色、无味、不导电、化学上呈中性、无腐蚀的气体，在我国有关建筑设计防火规范中规定可用于档案室、电力电子设备房等大量部位。其灭火机理主要是稀释氧气，起窒息作用，亦有一定的冷却效果。但近年来对其应用于有人电子设备房也受到质疑，主要原因是它对人体的致死浓度为20%，而最低灭火浓度却为34%(电子机房设计浓度≥40%)。尽管采取延时l0s～60s(不应超过30s)来疏散防护区人员等措施，但仍可能有意外发生，国内也有致死致残的事例。另外，其喷射时有较强烈的冷冻效应，房内物品结霜，空气冷凝出现浓雾，实际上是CO2酸雾。此过程非常短暂，对电子设备无大碍，但对磁一记录设备是有影响的。再一个争议是因为CO2属三原子分子结构，造成地球“温室效应”。(3)FM200FM200又称为七氟丙烷或HFC-227ea，为美国大湖公司产品。常温下气态，无色、无臭、不导电、无腐蚀，无环保限制，大气存留期较短。其灭火机理与卤代烷相同，为中断燃烧链，灭火速度极快，这对抢救保护精密电子设备及贵重物品是有利的。FM200在电子设备房的设计浓度为8%，低于其标准浓度9%,对人体安全。喷射时有薄雾和一定冷冻作用，但并不严重影响能见度和人员逃生。人们常谈及其药剂在火场高温下的分解物毒性，其实和卤代烷一样，分解物虽有一定毒性，但要比室内材料燃烧分解物的毒性小得多。药剂贮存压力一般为2.5MPa或4.2MPa，喷射延时一般为10s～30s，以便疏散防护人员。FM200除设计浓度稍高外，其性能特点均近似于卤代烷1301，在有人场所比1301更具安全性。其最大的缺点是药剂价格高，为1301药剂的2.5倍。目前国内已有多个设备生产厂家，我国的《七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系统设计规范》(报批稿)已出台，这标志着FM200作为卤代烷的过渡性替代物在我国将得到广泛应用。(4)INERGEN(烟烙尽)INERGEN(烟烙尽)又称IG-541，为美国安素(ANSUL)公司产品，它是氮气、氢气和二氧化碳以52:40:8的体积比例混合而成的一种灭火剂。它的3个组成成分均为不活泼气体，为大气基本成分。无色、无味、不导电、无腐蚀，无环保限制，在灭火过程中无任何分解物。其灭火机理为稀释氧气，窒息灭火。其中的二氧化碳主要起刺激人体呼吸作用，使人体能够在低于12%的氧气浓度时仍能通过加大呼吸深度和加快呼吸频率而获得足够氧气，而在此氧气浓度下燃烧将无法继续。喷放时环境温度变化小，且不影响能见度，只要较好地控制设计浓度，应该说是一种较完美的灭火剂，但在喷射前还是应有足够延时以使人员撤离。其缺点是喷放时噪声大，贮存瓶组多，贮存压力在常温下(21℃)为15MPa，喷射时喷口的最低压力为2.24MPa。高压增加了危险性，也相对容易泄露，对管道管件材料以及安装、维护水平要求也较高。我国暂无INERGEN相关规范，国内已有设备生产厂家，设计施工可参照美国的NFPA2001等标准。(5)气溶胶气溶胶实际上是一种烟雾型灭火剂，其微粒是通过由氧化剂、还原剂及粘合物结合成的固体材料的燃烧而产生。具有高分散度、高浓度特点，大部分微粒直径小于1μm。其主要成分碱金属盐(钾盐为主)起主要灭火作用。此种灭火剂在国外也曾经研究并应用于无人库房及机械仓库等部位，但未能推广。气溶胶具有灭火效率高及价格低廉等优点，其主要缺点如下:(1)发热:气溶胶在燃烧反应时产生大量热量，导致环境温度升高，并可能对喷口前Im内的人员或物体造成伤害。气溶胶不透明，能见度极低，直接影响人员逃生。(2)腐蚀及导电性:气溶胶在空气中形成高浓度胶体，含有水分及金属盐成分，势必降低空气电阻率。微粒具有较强的吸附能力，很容易粘附在电路板及电子芯片上，虽然在短时内觉察不到影响，但金属盐的导电性及强腐蚀性足以大大缩短设备寿命。(3)毒性:虽然没有发现气溶胶的重大毒性，但仍有对人体的危害。实际上，气溶胶本身就不属于清洁灭火剂，国内及国外均无相关的国家标准，也不符合电子设备房的基本环境条件，应用于这些部位是不适当的。电子设备房在选择灭火剂时，应考虑清洁、环保、灭火迅速、技术成熟以及对人体安全、投资适度等因素，FM200和1NERGEN都是不错的卤代烷替代物，这两种系统造价均较高，(6)SDESDE是一种新型的绿色环保型灭火剂，主要原料为天然碳素材料、气体催化剂、气体速率稳定剂、氧化反应降温剂等。外观呈淡棕色粉末或颗粒及固态型体。生成气体产物为35%C02,25%N2,39%气态水，1%金属氧化物。适合扑灭A,B,C类及电气电缆火灾。其灭火机理是以物理、化学、水雾降温三种灭火方式同时进行的全淹没灭火形式。SDE有如下优点:(1)安全性高，平时贮存运输状态为常温常压，SDE自动管网灭火系统工作压力1.6Mpa以下，无管网灭火装置压力在0.3Mpa以下。2)以固态贮存，储存装置占地小，节省建设投资。(3)灭火速率快及价格低廉，SDE综合造价比高压C02低30%左右。其缺点是喷放后产生的气体混合物为气雾状颗粒，虽然不导电，但透明度不好，影响人员逃生