浅谈船用全氟己酮FK5112气体灭火系统

作者简介：钟燕（1971- ），女，汉族，江苏南京人，本科，高级工程师；研究方向：消防产品和消防应用。

摘要：七氟丙烷在大气中的寿命是31-42年，它的全球变暖潜能（GWP）为3350，是典型的温室效应气体。因此2016年10月，《蒙特利尔议定书》第28次缔约方大会在卢旺达首都达成基加利修正案，该修正案明确将七氟丙烷列入受控物质清单。2019年5月，《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》第九次缔约方大会批准了关于全氟辛基磺酸及其盐类和全辛基磺酰氟的附件B修正案（SC-9/4），该修正案要求禁止七氟丙烷所有生产和使用（可接受用途和特定豁免除外）。鉴于以上原因，目前能替代该药剂的优先考虑全氟己酮FK5112灭火剂。在船舶领域，船用七氟丙烷灭火系统将停用，可以采用船用全氟己酮FK5112灭火系统进行保护。

关键词：石油平台；船用；FK5112；全氟己酮

一、概述

全氟己酮FK5112灭火剂常温下是一种透明、无色、绝缘的液体，是一种洁净气体灭火剂。

七氟丙烷灭火剂在大气中寿命长，是一种典型的温室效应气体。2019年5月，《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》第九次缔约方大会批准了关于全氟辛基磺酸及其盐类和全辛基磺酰氟的附件B修正案（SC-9/4）。該修正案要求禁止全氟辛基磺酸及其盐类和全辛基磺酰氟的所有生产和使用（可接受用途和特定豁免除外）。国外有一些国家规定了停用七氟丙烷灭火剂的时间，我国也将于2024年逐步冻结使用氢氟碳化物，这意味着七氟丙烷逐步受限最终被淘汰。

全氟己酮灭火剂具有良好的灭火效果，其机理是通过物理和化学两方面的作用灭火，可分为三个过程：第一，降温灭火，全氟己酮液体高速雾化喷出后，遇热气化，由于气化热容量大，具有较强的吸热能力，使火焰快速失去热量，破坏火灾四面体平衡。第二，窒息灭火，全氟己酮比重大，在悬浮下落的过程中，在火焰周边可以隔绝空气中的氧气。第三，化学抑制灭火，可以捕捉燃烧链式反应的自由基，终止火焰传播的链式反应。

船用全氟己酮灭火系统具有功能完善、工作准确可靠、密封性能好等特点，设有气动遥控、机械手动和机械应急手动三种控制方式。该系统主要由船用遥控释放站、延时器、释放器、安全阀、选择阀、储气瓶组装、单向阀、喷嘴、泄气叫笛、管道系统等主要部件组成。根据使用要求，可组成单元独立系统、组合分配系统和无管网装置等多种形式，实施对单区和多区的消防保护。其主要适用于对海上采油平台、客滚船、舰船等船舶的消防保护。系统性能满足国际海事组织《海上人命安全公约》（SOLAS）、《国际消防安全系统规则》（FSSCode）、中国船级社（CCS）《钢质海船入级与建造规范》及中国海事局（MSA）《内河船舶法定检验技术规则》的要求[1-3]。

二、系统结构

船用全氟己酮灭火系统主要由船用遥控释放站、延时器、释放器、安全阀、选择阀、瓶组、单向阀、喷嘴、泄气叫笛、管道系统等主要部件组成，需要保护的区域有机舱、货舱等（见图1）。

三、系统工作原理

船员目测发生火灾，确认火灾舱室，打开遥控释放站，报警控制箱关闭机舱风机、分油机等联动设备；确认机舱所有工作人员已离开机舱，关闭失火仓室所有风口和出入口。船员打开1#启动钢瓶，气动开启选择阀；打开2#启动钢瓶，延时20～40s，气动打开瓶头阀，释放灭火剂到保护区实施灭火。应急手动开启：首先手动打开发生火灾仓室对应的选择阀，然后扳下相应瓶头阀手柄，即可释放灭火剂，实施灭火（见图2）。

船用全氟己酮灭火系统、火灾报警系统、智慧消防云平台可以实现船用智慧型船用全氟己酮灭火系统，系统如下图所示：

五、系统设计

该系统所有部件都应满足船检要求，系统设计应满足SOLAS公约、《钢制海船入级与建造规范》的相关要求。

根据船舶的工程平面图，确定防火分区；测量防火区的长宽高，计算出防护区的体积[4-5]；根据保护区安装的设备，按规范并通过试验确定保护区全氟己酮药剂浓度；根据保护区体积和灭火所需药剂的浓度代入公式计算出全氟己酮药剂重量；根据药剂重量计算出所需灭火剂瓶组数；根据保护区的平面尺寸设计保护区的喷头[6]。

六、船用与陆用系统区别

从材料来说，船用系统和陆用系统使用环境不同，船用系统部件材质要优于陆用系统，要求需采用耐海水腐蚀的材料制造；从涂层来说，船用系统油漆所用材料优于陆用系统，要求船用环氧树脂漆；从系统启动方式来说，船用系统一般采用手动的方式，陆用系统一般采用自动的方式；从泄漏气体排放方式来说，陆用系统直接排放，船用系统通过泄放管排放到保护区外。

七、技术特点

灭火剂瓶组的容器阀采用压臂式连杆结构，该结构手动操作力小；压力表加装了船用拷克阀，方便更换和检查压力表；采用氮气加压的方式，更好的推动灭火剂实施灭火；灭火剂瓶组、选择阀采用不同的驱动瓶组，性能可靠[7-8]。

参考文献

[1]丁元胜，陈丰秋.全氟己酮的合成与应用研究进展[J].浙江化工，2005（12）：22-24.

[2]张磊.全氟己酮施放条件与抑制B类火焰效果的关系研究[D].南京理工大学，2015.

[3]刘国强，李国春.全氟己酮在室内10kV变压器火灾中的灭火试验研究[J].消防科学与技术，2022，41（10）：1451-1454，1459.

[4]马超峰，石能富，金佳敏，等.全氟正戊烷的制备研究进展[J].浙江化工，2020（05）：1-5.

[5]赵光金，胡玉霞，李博文，等.簇或舱级释放全氟己酮对磷酸铁锂电池的灭火效果[J/OL]．安全与环境学报，2022.

[6]陈涛，卢大勇，胡成，等.全氟己酮灭火剂临界灭火浓度测试研究[J].消防科学与技术，2015（09）：1210-1214.

[7]蔡兴初，朱一鸣，姜可尚，等.全氟己酮气体灭火系统在磷酸铁锂电池储能预制舱的应用[J].储能科学与技术，2022（08）：2497-2504.

[8]刘德智.全氟己酮和全氟三乙胺灭火效果及其化学动力学灭火机理研究[D].郑州大学，2020.