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消防新技术|全氟己酮灭火系统

北极星储能网  来源:CDCC  作者:CDCC  2021/7/20 9:08:51  我要投稿  

北极星储能网讯:随着信息技术的高速发展,数据中心的规模和数量高速增长,数据中心在功能和结构上也越来越复杂,对消防提出了越来越高的要求。本章介绍了几种适用于数据中心的消防新技术,这些新技术尚处于发展阶段,大部分尚未在国内广泛使用。本章对消防新技术的介绍,旨在为数据中心从业人员提供一些技术参考。

(来源:微信公众号“CDCC”)

全氟己酮灭火系统概况

全氟己酮是一种重要的哈龙灭火剂替代品,其化学结构和 3M 公司的 Novec 1230 灭火剂相同,是氟化酮类的化合物,常温常压下是一种无色、无味的液体。

全氟己酮的蒸发热是水的 1/25,蒸汽压是水的 25 倍,这些性质使它易于汽化并以气态存在,主要依靠吸热达到灭火效果,可以扑灭 A、B、C、E 类火灾。吸热灭火的原理是由于全氟己酮会与空气形成混合气体,这一混合气体比空气的储热能力要强,这就意味着其能在工作时移走更多的热量。全氟己酮具有现有商品化的哈龙替代品的储热能力。全氟己酮的灭火设计浓度一般为 4-6%,远低于七氟丙烷灭火剂的灭火设计浓度(8-10%)。全氟己酮的无毒性反应(NOAEL)浓度为 10%,大于七氟丙烷灭火剂的无毒性反应(NOAEL)浓度(9%),安全余量比较高。

与七氟丙烷灭火系统类似,全氟己酮灭火系统也分为管网灭火系统和预制灭火系统。管网灭火系统主要由灭火剂钢瓶、驱动瓶、选择阀、集流管、控制管路、信号反馈装置、检漏装置、管路、喷头等组成。灭火剂和高压氮气储存在钢瓶内,系统启动灭火时,瓶头阀和选择阀打开,气体灭火剂在高压气体驱动下通过管路,从喷头射出,快速气化,通过吸热降温实现灭火。按防护区数量,可以分为单元独立系统和组合分配系统。预制灭火系统是按一定的应用条件,将灭火剂储存装置和喷放组件等预先设计、组装成套且具有联动控制功能的灭火系统。预制灭火系统又称为柜式气体灭火装置,由灭火剂钢瓶、管路、喷嘴、信号反馈部件、检漏部件、驱动部件等组成。

全氟己酮灭火剂与七氟丙烷灭火剂的对比见表 1、表 2、表 3。

表 1 七氟丙烷与全氟己酮灭火剂物化性质对比表

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表 2 七氟丙烷与全氟己酮灭火剂灭火浓度和安全性对比表

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注:1. 安全余量 =(无毒性反应浓度 - 参考灭火设计浓度)/ 参考灭火设计浓度

2. 单位质量需要的最小安全体积指 1kg 灭火剂在不超过无毒性反应浓度时的最小体积。

表 3 七氟丙烷与全氟己酮灭火剂环保性对比表

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七氟丙烷等传统氢氟烃灭火剂由于具有明显的温室效应,被蒙特利尔议定书基加利修正案列入限控清单。故全氟己酮作为新一代洁净灭火剂中的佼佼者引起了广泛的关注。

全氟己酮灭火剂在国外的应用有近 20 年历史。2001 年 5 月,美国 3M 公司推出了商品名称为 Novec 1230 的新型洁净灭火剂,并在 2001 年 9 月在美国进入商业推广阶段,并取得了美国 UL、FM 认证,全氟己酮灭火剂被 NFPA 2001 版标准收录为洁净气体灭火剂,后来又被编入 ISO 14520 标准(ISO 14520-5)。

近年来,随着中国企业科技水平提升,国内已有多家氟化工企业独立开发出全氟己酮灭火剂产品,打破美国垄断,出口欧洲、中东、东南亚等地区。但不同企业的生产原料、反应路线、生产工艺、产品性能不尽相同,尚无统一的国家、行业标准,目前各企业以自行规定的企业标准作为指导生产、检验和质量控制的依据。

目前标准制定的工作也有了部分进展。山东省地方标准《全氟己酮灭火系统设计、施工及验收规范》DB37T 3642-2019 由山东省市场监督管理局发布,于2019 年 9 月 6 日实施,是国内首个关于全氟己酮灭火系统的标准。该地方标准主要有系统组件、设计要求、管网灭火系统、预制灭火系统、系统施工、系统验收、维护管理等章节,其中预制灭火系统除了包括柜式灭火装置,还包括了框架式、探火管式、悬挂式等多种形式,以及自动跟踪定位系统。

国家市场监督管理总局标准技术管理司 2020 年 5 月 9 日下达了《全氟己酮灭火剂》国家标准的制订计划,主要起草单位是应急管理部天津消防研究所,该标准非等效采用 ISO 国际标准 ISO 14520-5:2016。该国家标准将规定全氟己酮灭火剂的通用要求、试验方法、检验规则、包装、标示、充装、运输和储存。

中国工程建设协会的《2019 年第二批协会标准 制订、修订计划》中,也批准了《预置式全氟己酮灭火装置》制订立项申请,主要起草单位也是应急管理部天津消防研究所。该团体标准将规定预置式全氟己酮灭火装置的分类和标记、性能要求、试验方法、检测规则、包装运输和储存。

数据中心应用

全氟己酮作为高效洁净的气体灭火剂已经被国际消防届接受、认可和广泛使用,它具有灭火浓度低、灭火效率高、安全系数高、不导电、无残留等特点,适用于不宜用其他灭火剂扑救和灭火后不能有大的二次污染的火灾场所,例如数据中心。随着对传统哈龙、七氟丙烷、三氟甲烷等气体灭火剂越来越严格的限制使用,环保性能良好的全氟己酮灭火剂使用将越来越广泛。

技术特点

(1)主要优点

a 全氟己酮灭火剂有优异的环保性能:其臭氧损耗潜能值(ODP)为 0,温室效应潜能值(GWP)等于 1,大气存留寿命只有 5 天,是可用于替代七氟丙烷的灭火剂;

b 全氟己酮灭火剂安全无毒,灭火浓度低,安全余量高,在使用时对人体更安全;

c 全氟己酮常温下是液体,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);

d 全氟己酮对常用的橡塑密封材料,如氯丁橡胶、丁基橡胶、氟化橡胶、三元乙丙橡胶、硅聚酯等无明显化学反应,因而在使用全氟己酮灭火的系统中这些密封材料可以正常工作。对常用的金属,如碳钢、铜、铝、不锈钢等材料亦无腐蚀,不会损害电子部件和线路,不会造成二次损害;

e 有研究表明,全氟己酮对扑灭锂离子电池火灾的性能优于七氟丙烷;

f 通过全氟己酮灭火剂的理化性能及灭火性能等重要特性与七氟丙烷灭火剂进行对比,结果表明全氟己酮灭火剂具备高效灭火,环境友好等优点,具有广泛的应用前景。

(2)值得注意的问题

a 有研究表明,全氟己酮在灭火过程中,高温裂解时有剧毒气体全氟异丁烯和毒性气体一氧化碳产生。全氟己酮灭火系统启动后,防护区内不能有人员滞留;

b 全氟己酮极易吸收水分,产生酸性物质,可腐蚀金属部件及密封件。应在生产、储存、灌装阶段采取措施严格控制灭火剂中的水分;

c 国内全氟己酮灭火剂尚没有统一的国家或行业标准,产品国家标准刚刚立项起草,产品标准目前按照 ISO 标准执行。国内仅有少数企业能生产该灭火剂;

d 全氟己酮灭火系统用于数据中心场景,尚缺全尺度灭火试验的支撑,也缺少设计标准的支撑。

文章来源:《数据中心消防技术白皮书》

原标题:消防新技术|全氟己酮灭火系统

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