洁净气体灭火剂：发展历程，现状与趋势！

（1）洁净气体灭火剂，是指非导电的气体或汽化液体的灭火剂，其基本特征性是：

①以气体或易挥发液体形式释放；

②无残留物；

③不导电，绝缘性能优良；

④不对受保护对象造成污染或损害。

（2）目前的洁净气体灭火剂，可分为五大类：

哈龙（Halon）灭火剂是指含溴的卤代烷灭火剂，是一种人工合成的化学灭火剂，洁净高效。Halon 1301是灭火效率最高的气体灭火剂。

1. 灭火机理

化学抑制。通过化学抑制燃烧链式反应实现灭火。

2. 主要分类

哈龙（Halon）灭火剂主要包括1211、1301和2402等产品。

3. 淘汰机制

哈龙（Halon）灭火剂含有溴元素，其释放的溴自由基在大气平流层中会催化臭氧分解，导致臭氧层空洞扩大，对臭氧层具有强烈破坏作用，已被《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（简称《蒙特利尔议定书》）列为淘汰对象，目前大多数国家已禁止其生产与使用，仅允许在极少数必要用途中豁免。比如，某些关键领域（如民航客机发动机舱灭火系统、军事设施等）因无可靠替代品，可申请必要用途豁免，但需严格审批并逐年减少用量。

注：《蒙特利尔议定书》于1987年达成，旨在逐步停止生产和使用消耗臭氧层的化学品。我国于1991年成为议定书缔约方，并于1994年起限制哈龙使用，2005年全面淘汰1211，2010年停止生产1301。

4. 替代品

从化学灭火剂角度，哈龙（Halon）灭火剂的替代品是七氟丙烷等氢氟碳化物（HFCs）。实际上，氢氟碳化物（HFCs）灭火剂只能视为哈龙（Halon）灭火剂的过渡性替代品，详见第三节分解。

氢氟碳化物（HFCs）灭火剂是人工合成的卤代烃类灭火剂，由碳（C）、氢（H）、氟（F）三种元素组成，不含氯（Cl）和溴（Br），因此臭氧消耗潜能值（ODP）为0，洁净高效，被广泛使用。

1. 灭火机理

化学抑制。通过化学抑制燃烧链式反应实现灭火。

2. 安全性能

在大部分场所中，氢氟碳化物（HFCs）灭火剂的灭火浓度均不高于有毒性反应浓度，安全性较高，可应用于有人场所。

3. 主要分类

氢氟碳化物（HFCs）灭火剂主要包括七氟丙烷、六氟丙烷和三氟甲烷，七氟丙烷是目前应用最广泛的气体灭火剂。

注：七氟丙烷即FM-200，FM-200最初由美国杜邦公司（DuPont）研发，并以 FM-200 为商品名推广，该商标目前归属杜邦分拆出的化学品公司 Chemours（科慕公司）。

4. 淘汰机制

氢氟碳化物（HFCs）灭火剂不破坏大气臭氧层，但都有较大的全球变暖潜力。2016年，《蒙特利尔议定书》缔约方达成《基加利修正案》，旨在限控温室气体氢氟碳化物（HFCs）。《基加利修正案》管控18种氢氟碳化物（HFCs），其中包括七氟丙烷、六氟丙烷和三氟甲烷。修正案规定了HFCs削减时间表，包括我国在内的第一组发展中国家应从2024年起将受控用途HFCs生产和使用冻结在基线水平，2029年起HFCs生产和使用不超过基线的90%，2035年起不超过基线的70%，2040年起不超过基线的50%，2045年起不超过基线的20%。

由此可知，从2024年开始，七氟丙烷、六氟丙烷和三氟甲烷灭火剂削减产量，并将于2045年趋于终止。

5. 替代品

氢氟碳化物（HFCs）灭火剂的替代品主要有惰性气体、全氟己酮和高压细水雾。高压细水雾不属于气体灭火剂，不在本文缀述。

全氟己酮灭火剂（FK-5-1-12），即Novec 1230。 Novec 1230是由美国 3M 公司开发并注册的商标名称。

全氟己酮在常温常压下为液态，沸点较低（49°C），释放到灭火区域后迅速汽化并灭火，具备洁净高效、环保等优良性能。

1. 安全性能

全氟己酮灭火剂的灭火浓度不高于有毒性反应浓度，安全性较高，可应用于有人场所。

2. 应用需知

全氟己酮灭火装置的生产工艺要求较高，在选型应用中，需要关注以下要素：  

（1）吸湿腐蚀性。   

全氟己酮本身为无腐蚀、高绝缘性、易挥发的液体，但是，全氟己酮与水分接触可发生水解反应，产生酸性物质，可腐蚀金属部件及密封件。实验表明，全氟己酮水解反应后的酸性产物对铁质和铜质等金属材料、部分橡胶和塑料件均有较大的影响。这就对全氟己酮的充装提出了更严格的要求，必须严格控制灭火剂及充装过程中的水分。否则可能腐蚀储瓶内壁和瓶头阀体，导致全氟己酮灭火系统可靠性下降甚至引起安全风险。

（2）雾化设计要求高。   

全氟己酮灭火设计浓度低（约4.5%至6%），常温常压下液态，不会像其他气体灭火剂一样自动扩散并渗透，在全淹没系统中，怎样让非常有限的灭火剂迅速雾化并渗透到保护对象内部（比如机柜及电气设备内部空间），这是必须面对的问题。不适当的雾化方式，可能影响灭火效果。

3. 应用前景

全氟己酮不破坏大气臭氧层（ODP=0），全球变暖潜能值低（GWP=1），已被国际认可并广泛使用，可替代七氟丙烷等氢氟碳化物（HFCs）灭火剂。

有观点认为，全氟己酮喷放后与空气中的水份接触会产生酸性产物，可能对精密设备产生不利影响。但实际上，全氟己酮以雾化形式喷放，在空气中迅速挥发，并不会对精密设备造成不利影响。尤其在火灾条件下，火灾生成物的危害将远大于灭火剂影响。

惰性气体灭火剂由氮气、氩气以及二氧化碳中的一种（二氧化碳除外）或几种气体按规定比例混合而成。

惰性气体灭火剂又称为IG系列灭火剂，“IG”源自于INERGEN（烟烙尽）。“IG”后面的数字代码，分别代表氮气、氩气、二氧化碳的成份比例。

注：INERGEN（烟烙尽）是由美国 ANSUL 公司研发并注册的灭火剂商标，目前归属 Johnson Controls（江森自控）所有。

1. 灭火机理

窒息灭火。

2. 安全性能

在大部分场所中，惰性气体灭火剂的灭火浓度均不高于有毒性反应浓度，安全性较高，可应用于有人场所。

3. 主要分类

按灭火剂种类，惰性气体灭火剂主要包括IG541、IG01、IG100、IG55等，使用最多的是IG541和IG100。IG541组分与INERGEN（烟烙尽）一致。

4. 应用前景。

惰性气体灭火剂均为大气组分，取自于天然或工业副产物，是一种纯“绿色”的气体灭火剂，是最理想的七氟丙烷替代物。

目前，15MPa等级和20MPa等级的惰性气体灭火系统已趋于成熟，应用前景广阔。

二氧化碳灭火剂的组分为二氧化碳。

按相关规范定义，二氧化碳灭火剂并未归类于洁净气体灭火剂，但其具备洁净气体灭火剂的特征，也符合气体灭火剂性能要求。因此，在本文中，仍将其归属于气体灭火剂。

1. 灭火机理

窒息灭火，也有一定冷却作用。

2. 安全性能

二氧化碳主要通过窒息和冷却灭火，不到 10% 的浓度即可致人昏迷，而灭火浓度均在 34% 及以上，为防范二氧化碳灭火系统误喷或泄漏对人身的伤害，规定全淹没二氧化碳灭火系统不得用于经常有人停留的场所。

3. 应用前景。

二氧化碳为大气组成部分，主要取自于工业副产物，是一种绿色的气体灭火剂。

七、结语。

    随着全球对环境保护和人员安全要求的不断提升，洁净气体灭火剂将朝着更绿色、更高效、更安全的方向持续发展。新型灭火技术的研究与应用也将为消防行业带来更多创新与突破。