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全氟己酮灭火剂在计算机机房中的应用前景
2020-10-16
  

作者:陈黄悦(佛山市消防救援支队)


1  引言

哈龙(Halon)灭火剂是指饱和碳氢化合物中的氢原子全部被卤素(通常为氟、氯、溴)替代的一类灭火剂,哈龙灭火剂和氯氟烃类灭火剂具有灭火快、毒性低、储存时间长以及对火场无二次污染等优点,被广泛应用于各类重要场所的火灾保护。但是,哈龙灭火剂对臭氧层具有严重的损耗,我国于2006年开始停用哈龙1211灭火剂,2010年开始停用1301灭火剂。可是全世界的火灾依旧发生,寻找新的哈龙替代灭火剂也就迫在眉睫。美国3M公司开发出了氟化酮类的灭火剂,化学名称全氟-2-甲基-3-戊酮,分子式为CF3CF2C(O)CF(CF3)2,可作为灭火剂、清洗剂和溶剂应用。


2  全氟己酮物化参数

全氟己酮在常温状态下为液态,易汽化,蒸发热是水的1/25,蒸气压为水的12倍,使得它易于汽化,并且依靠汽化吸热达到较强的灭火能力,全氟己酮的物理化学性能参数见表1。由于它不含有其他的杂质,喷放后无残留,因而适合保护贵重仪器和物品。


3  灭火浓度及使用安全性比较

全氟己酮具有哈龙灭火剂的很多相同的优点:灭火效率高、灭火浓度低,对A、B、C类火灾都有效,不导电等优点,其灭火性能见表2。

从表2可以看到,全氟己酮的灭火设计浓度为4.5%~5.9%,其不良反应浓度为10%,使用其安全余量为72%~122%,有学者对其进行了大鼠鼻式急性动式吸入毒性试验,经4h持续染毒后,动物未见明显的中毒体征和死亡;Halon1301由于环保问题,目前已被我国限制停止使用;七氟丙烷的灭火设计浓度为7.5%~8.9%,不良反应浓度为9%,安全容量为5.9~20%,安全容量较低;二氧化碳在设计浓度下,对人体是致命的。全氟己酮的安全容量相比其他灭火剂都高,使用中对人体更安全,这也是和其他灭火剂相比突出的优点。

表1  全氟己酮物化参数

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表2  灭火浓度安全性比较

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4  产品环保特性比较

全氟己酮的臭氧损耗潜能值(ODP)为0 ,在大气停留时间为5d,其他哈龙灭火剂为36.5~226a,在全球变暖效应上从9400减少到1,极大地提升了环保效应,是一种清洁的气体灭火剂,主要灭火剂的环境效应参数,见表3。

表3  灭火剂环境效应比较

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5  全氟己酮灭火剂在计算机房的应用

计算机房的安全性往往影响着整个系统的安全,根据国家现行规范规定,该类场所应设置气体灭火系统,或类似系统,一则能在火灾初期自动扑灭火灾,最大限度的减少灾害,二则确保系统火灾后能尽快恢复作业。因此,对计算机房气体灭火系统的选择应根据上述原则来确定。

某计算机房,机房建筑面积为1319m2,地板容积:1450.9m3,机房容积8837.3m3,吊顶容积0m3(机房未设置吊顶),机房建筑体积见表4,设备机房平面图见图1。

表4  某机房各项参数

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图1  设备机房平面图


机房的面积、容积均超过GB 50370-2005《气体灭火设计规范》第3.2.4条第2款规定的采用管网灭火系统时,一个防护区的面积不宜大于800m2,且容积不宜大于3600m3

我国现行国家规范GB 50163-92《卤代烷1301灭火系统设计规范》第2.0.1条规定,当采用有管网灭火系统时,一个防护区的面积不宜大于500m2,且容积不宜大于2000m3

我国现行国家规范GB 50193-93《二氧化碳灭火系统设计规范》(2010年版)并没有类似相应的条文规定。

上述原因经理论分析认为,主要是不同的气体灭火系统其喷头要求的最低压力、储气瓶的压力、气体的物理特性、管网长度压力损失等构成了影响因素。根据文献和各国经验,不同气体灭火剂的最大输送具体见表5。

表5  不同气体灭火剂的输送距离

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从表5可以看出,1301、储压式HFC-227ea、HFC-23的输送距离都不长,不超过100m,CO2、IG-541的输送距离为150m,可能还未能满足要求,备压式HFC-227ea输送距离大于200m,可以满足要求。另外,CO2的毒性比较大,据不完全了解,国内CO2气体灭火系统已经出现3起误动作死人事件,因此,不希望该类项目采用。IG-541喷头压力2.1MPa,压力过大有时会产生次生灾害,也不宜采用。细水雾目前的灭火喷水强度是(1~3L)/(min·m2),实际相当于小时降雨量为60~180mm,是特大暴雨,一旦动作,机房很难恢复,对于机场一旦指挥系统的计算机房出现故障不能运行,将影响机场运行,故此也不建议采用。可考虑全氟己酮和备压式HFC-227ea 灭火剂,但HFC-227ea对环境的影响,可能不久的将来会被淘汰。


6  结论

全氟己酮灭火剂对环境无害、对人体安全、作为灭火剂及清洗剂有着的优良性能。由于全氟己酮的灭火浓度为 4.5%~5.9 %,安全余量比较高,在使用时对人体更安全。另外,由于全氟己酮常温下是液体,又不属于危险物品,可以在常压状态下安全地使用普通容器在较宽的温度范围内储存和运输(包括空运)。此外,输送距离长,防护区面积可不限制,能适应面积数据中心等大空间的需要,我国已经有药剂生产,且有些小的场所已经开始应用,国际上已有产品经UL和FM认证并在销售。因此全氟己酮灭火剂未来应用空间将逐渐增大。



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