各种灭火剂的环境效应及经济分析

文章摘要： 曾经风靡一时的卤代烷灭火剂问世于20世纪，我国64年引进和研究卤代烷灭火系统，80年代初相关规范标准开始出台。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以大力推广，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。随着1991年《蒙特利尔议定书》的发布，各种新型灭火剂不断涌现，令人目不暇接。贵重设备房采用何种气体灭火剂，其环境效应、经济性、有效性一直受到业内人士的关注。 1.二氧化碳 二氧化碳（CO2）是地球大气成分之一,用作灭火剂始于19

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  曾经风靡一时的卤代烷灭火剂问世于20世纪，我国64年引进和研究卤代烷灭火系统，80年代初相关规范标准开始出台。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以大力推广，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。随着1991年《蒙特利尔议定书》的发布，各种新型灭火剂不断涌现，令人目不暇接。贵重设备房采用何种气体灭火剂，其环境效应、经济性、有效性一直受到业内人士的关注。
1.二氧化碳
  二氧化碳（CO2）是地球大气成分之一,用作灭火剂始于19世纪,我国已有《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，可用于档案室，电子设备房等部位。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。但大量使用CO2所造成的全球气候的温室效应亦不容忽视。而CO2本身也有低毒性，浓度达20%就会对人致死。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10S~60S来疏散防护区人员等措施，但仍有意外可能，国内亦有致死致残的事例。另外，其喷射时有较强烈的冷冻效应，对磁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”。据此，CO2在经常有人的设备机房应用应慎重，但由于其良好的灭火性能和极低廉的药剂价格，是值得在其它必要场所大力推广的。
2.FM200
  FM200又称七氟丙烷或HFC-227ea。常温下气态，无色、无臭、不导电、无腐蚀，无环保限制。其灭火机理与卤代烷相同，为中断燃烧链，灭火速度极快。FM200在电子设备房的灭火浓度为8%，对人体无害。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。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《七氟丙烷洁净气体灭火系统设计规范》（报批稿）已经出台，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。
3.INERGEN
  INERGEN（烟烙尽）是氮气、氩气、二氧化碳以52：40：8的体积比例混合而成的一种灭火剂。它的三个组成成分均为不活泼气体，为大气基本成分。烟烙尽气体无色、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CO2主要起刺激人体呼吸作用，使人体能够在低于无法继续维持燃烧的氧气浓度时仍能通过加大呼吸深度和加快呼吸速率而获得足够氧气。气体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，可以说是一种较完美的灭火剂。其缺点是喷放时噪声大；以气态方式贮存，贮存瓶组多；贮存压力大，常温下（210C）为15Mpa，高压增加了危险性，也相对容易泄漏，对管道管件材料以及安装、维护水平要求较高；造价昂贵。我国暂无INERGEN相关规范，如需采用，还要经过消防局认可，组织专家认证会。
4.气溶胶
  气溶胶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、高浓度的特点，大部分微粒直径小于1μm。气溶胶具有灭火效率高及价格低廉等优点。其主要缺点是：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1m内的人员或物体造成伤害。气溶胶喷放后现场为白色金属盐粉末。能见度极低，直接影响人员逃生。气溶胶在空气中形成高浓度胶体，含有水分及金属盐成分，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心片上，其导电性及强腐蚀性大大缩短设备寿命。气溶胶具有毒性，虽然其毒性不大，但仍对人体有潜在的危害。实际上，气溶胶本身就不属于清洁灭火剂，国内、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要求，应用于这些部位应慎重。
5.SDE
  SDE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%CO2，25%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CO2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。SDE灭火系统已有江苏省地方标准《SDE气体灭火系统设计、施工、验收规范》（DB32/399-2000）。设计中可参照执行。