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潔凈氣體滅火新技術的開拓、發展與眺望

論文類型 技術與工程 發表日期 2005-03-01
來源 中國水網
作者
關鍵詞 潔凈氣體 哈龍(鹵代烷) 氣體滅火系統 必要場所 非必要場所 哈龍氣體替代物 臭氧層 臭氧耗減潛能值 溫室效應潛能值 氫氟代烷 哈龍銀行
摘要 本文概要闡述了當前我國和國際上有關鹵代烷(哈龍)滅火劑及其滅火設備的限用、回收、存貯和替代的技術、政策、法規,以及作者對我國和國際相關規范的認識與理解;重點論述了哈龍的氣體替代物(潔凈氣體)滅火新技術的由來、開拓,及其發展趨勢;并及時地對21世紀中國哈龍銀行建設的總體方案與管理模式作出了必要的個人初步設想。

唐祝華
公安部上海消防研究所  研究員

  摘要 本文概要闡述了當前我國和國際上有關鹵代烷(哈龍)滅火劑及其滅火設備的限用、回收、存貯和替代的技術、政策、法規,以及作者對我國和國際相關規范的認識與理解;重點論述了哈龍的氣體替代物(潔凈氣體)滅火新技術的由來、開拓,及其發展趨勢;并及時地對21世紀中國哈龍銀行建設的總體方案與管理模式作出了必要的個人初步設想。
  關鍵詞  潔凈氣體  哈龍(鹵代烷) 滅火器  滅火系統  氣體滅火系統  必要場所  非必要場所  哈龍氣體替代物  臭氧層 臭氧耗減潛能值  溫室效應潛能值  惰性氣體 二氧化碳 氫氟代烷  哈龍銀行  總體方案  管理模式

Deploitation, Development and Prospect of the New Technology on Using the Clean Gas As the Fire-Extinguishing Agents in the 21st Century

Tang  zhu  hua
Shanghai Fire Research Institute Professor

  Abstract The controlled use, recycling, storage and substitute, policies, regulations, and the comprehension of the author to the relevant National Codes in China of Halogenated hydrocarbon (Halon) fire-extinguishing agents and fire-extinguishing equipment in the domestic and overseas are expounded clearly in this paper. At the same time, the beginning, deploitation, and the tendency of the development of using the clean gas, the gas substitutes of Halon, are introduced. Furthermore, the essential tentative idea of the overall plan and the management model of National Halon Bank in China in the next century are raised.
  Keywords  clean gas  Halon(Halogenated hydrocarbon) fire extinguishers  fire extinguishing systems  essential locations  non-essential locations Halon substitutes(alternatives) ozone layer  ODP  GWP  inert gases  carbon dioxide  HFC  Halon Bank

1.引言

  保護人類生態環境,包括保護人類賴以補水生存的飲水源的水質,保護人類賴以吸氣生存的空氣的質量等等都很重要,而保護大氣臭氧層則系可使人類免于感染皮膚癌等致命病癥的關鍵的預防措施之一,亦是為了子孫萬代的健康成長和和幸福生活而必須及時辦理的重要事務之一。
  因此,保護大氣臭氧層既是我國目前的基本國策,也是當今世界各國的共同責任。

2.潔凈氣體的由來、分類與命名

2.1 由來
  鑒于已在世界各國廣泛應用長達半個世紀多的鹵代烷滅火劑,諸如哈龍1301、1211、2402等,被發現對大氣臭氧層具有明顯的破壞作用,因而聯合國環境署(UNEP)和世界銀行(WB)自1990年以來組織全世界的環保部門和消防部門的工程技術人員與政府官員極力探索和研制不破壞臭氧層而且溫室效應較小的替代哈龍用的氣體滅火介質―潔凈氣體。
2.2 分類
  
過渡性或永久性替代哈龍的氣體、液化氣體類的候選哈龍替代物—潔凈氣體,在國際上通常可劃分為如下幾類:
  HBFC ——氫溴氟代烷
  HCFC——氫氯氟代烷
  HFC——氫氟代烷
  CFC——氯氟代烷
  PFC——全氟代烷
  FIC ——氟碘代烷
  IG——惰性氣體
2.3 命名法則
  哈龍的各種氣體替代物的命名法則主要有:氟里昂、HCFC、FE 等命名方法( 具體解說從略)。為便于讀者閱讀本文,易于識別,下面將這幾種命名法則的比較對照以及若干常用氣體替代物的多個‘稱呼’的由來的舉例說明列入表1之中。

表1  物質代碼 (三種哈龍之后為HCFC的命名法則)   化學名稱 商標代碼 縮寫代碼 氟里昂命名法則 鹵代烷(FE)

命名法則 H 1301 三氟一溴甲烷 哈龍1301 BTM F 13 B1 H 1301 H 1211 二氟一氯一溴甲烷 哈龍1211 BCF F 12 B1 H 1211 H 2402 四氟二溴乙烷 哈龍2402 DTE F 114 B2 H 2402 HBFC 22B1 二氟一溴甲烷 哈龍1201   F 22 B1 H 1201 HCFC 22 二氟一氯甲烷 R 22   F 22 H 121 HCFC 123 三氟二氯乙烷 R 123   F 123 H 232 HCFC 124 四氟一氯乙烷 FE 241   F 124 H 241 HFC 23 三氟甲烷 FE 13 TFM F 23 H 13 HFC 125 五氟乙烷 FE 25 FFE F 125 H 25 HFC 236 六氟丙烷 FE 36   F 236 H 36 HFC 227 七氟丙烷 FM 200 SFP F 227 H 37 HFC 134 四氟乙烷 R 134 TFE F 134 H 24 CFC 11 一氟三氯甲烷 R 11   F 11 H 113 CFC 12 二氟二氯甲烷 R 12   F 12 H 122 FC3-1-10 十氟丁烷 CEA 410 TFB F 3-1-10 H 4-10 FC5-1-14 十四氟己烷 CEA 614   F 5-1-14 H 6-14 FIC 13 I1 三氟一碘甲烷 Triodide ITM F13I H 13001

3.哈龍替代物的物化特性和環保特性

3.1 HCFC的物化特性(參見表2)

表2

性能參數

量綱

FC-3-1-10

HCFC

混合 A

HCFC-124

HFC-125

HFC-227ea

HFC-23

HFC-236fa

FIC-13I1

分子量

238.03

92.90

136.5

120

170.03

70.01

152

195.91

沸點 (760mmHg)

-2.0

-38.3

-12.1

-18.5

-16.4

-82.1

-1.4

-22.5

凝固點

-128.2

<107.2

-198.9

-102.8

-131

-155.2

-103

-110

臨界溫度

113.2

124.4

122.2

66

101.7

25.9

124.9

122

臨界壓力

kPa

2323

6647

3620

3595

2912

4836

3200

4041

臨界比容

cm3/mol

371

162

243

210

274

133

274

225

臨界密度

kg/m3

629

577

560.72

572

621

525

555.3

871

液體比熱 (25℃)

kJ/kg ℃

1.047

1.256

1.153

1.481

1.184

4.337
(20℃)

1.283

0.592

蒸汽比熱【恒壓(1atm) 和25℃ 】

kJ/kg ℃

0.804

0.67

0.754

0.794

0.808

0.731
(20℃)

0.844

0.3618

沸點時的蒸發潛熱

kJ/kg

96.3

225.6

163.1

164.8

132.6

238.8

160.1

112.4

液體的導熱率(25℃)

W/m ℃

0.0537

0.0900

0.0746

0.0634

0.069

0.0527

0.0745

0.07

液體粘度 (25℃)

厘泊

0.324

0.21

0.305

0.143

0.184

0.083

0.306

0.196

相對介電強度【1atm(734mmHg), 25℃ (N2=1.0) 】

2.8

1.32

1.55

0.955
(21℃)

2.00

1.04

TBD

1.41

水在滅火劑中的溶解度(21℃)

%
(w/w)

0.001

0.12

0.07
(25℃)

0.07
(25℃)

0.06

0.05
(10℃)

0.074

(20℃)

1.0062

蒸氣壓(20℃)

kPa

289.6

948.0

386.0

1371.0

404.0

4270.0

230.0

439.2

  杜邦公司估計值。

3.2 HCFC 混合劑A的組成(參見表 3 )

              表3

   組份名稱與代碼

質(重)量百分比數

HCFC 22  二氟一氯甲烷

82

HCFC 124  四氟一氯乙烷

9.5

HCFC 123  三氟二氯乙烷

4.75

異丙烯基-1-甲基環己烯(萜烯)

3.75

3.3 惰性氣體的物化性質(參見表4)

表4

性能參數 單位 IG-01 IG-100 IG-541 IG-55 分子量 — 39.9 28.0 34.0 33.95 沸點(760mmHg) ℃ -189.85 -195.8 -196 -190.1 凝固點 ℃ -189.35 -210.0 -78.5 -199.7 臨界溫度 ℃ -122.3 -146.9 — -134.7 臨界壓力 kPa 4903 3399 — 4150 蒸汽比熱【恒壓(1atm)和25℃】 kJ/kg ℃ 0.519 1.04 0.574 0.782 沸點時的蒸發潛熱 kJ/kg 163 199 220 181 相對介電強度【1atm(734mmHg), 25℃(N2=1.0) 】 — 1.01 1.0 1.03 1.01 水在滅火劑中的溶解度(21℃) a — 0.006% 0.0013% 0.015% 0.006% 蒸氣壓(20℃ kPa — — 15400 —

3.4 惰性氣體的組成 (參見表5)

表5

組分代碼

體積百分比數

  氮氣

  氬氣

 二氧化碳

IG 01  

99.9  

IG 100 99.9    

IG 55

50

50  

IG 541

52

40

8

3.5 候選哈龍替代物的環保、滅火、毒理特性(參見表6)

表6

候選哈龍替代物代碼 環保特性 滅火特性(體積比 %) 毒理特性(體積比 %) 大氣中的存活壽命
(年) ODP

CFC11=1.0 GWP 抑爆惰化濃度
(丙烷) 杯式法滅火濃度
(庚烷) 最小設計滅火濃度 LO

VEL NO

VEL LC50 FC-3-1-10 0.0 5500 10.3或9.9 5.5 6.0 >40 40 >80 2600 HCFC混合劑A 0.05 1600 18.6 9.9   >10.0 10.0 64 16 HCFC-124 0.022 440 8.2 6.6 8.5 2.5 1.0 28 7 HFC-125 0.0 3400 15.7 8.7 10.9 10.0 7.5 >70 41 HFC-227ea 0.0 3800 11.6 6.6 8.6 >10.5 9.0 >80 36.5 HFC-23 0.0 9000 20.2或20.4 12.9 14.4 >50 50 >65 280 HFC-236fa 0.0 9400   6.3 6.9 15 10   226.0 FIC-13I1 0.0001 <1 6.5 3.2 ** 5.0 0.4 0.2 27.4 0.005 IG-01 0.0     37.5 48.8 52 43     IG-100 0.0   42 33.6 43.7 52 43     IG-55 0.0     32.3 42 52 43     IG-541 0.0   49 29.1 37.8 52 43     H1301 12.0 6900 6.0 3.0 5.0 7.5 5.0 >80 65 CO2 0.0   29.5   34.0     65.8  

對商用庚烷燃料,杯式法滅火濃度為6.7%。

**非通過標準杯式燃燒器法而獲得數據。

4.理想哈龍替代物的基本要求

4.1 對環境(大氣)無危害
4.1.1 不破壞臭氧層,要求:ODP≤0.05,最好ODP=0
4.1.2 不產生溫室效應或溫室效應較小,要求GWP≤0.1 (CFC 11的GWP=1.0)
4.2 對人體無毒性危害,或僅有輕微影響,最好是相當于哈龍1301的微毒級,能應用于有人場所。要求:替代哈龍用的潔凈氣體滅火介質的設計滅火濃度小于或等于其NOAEL值,不得大于其LOAEL值。其它略。
4.3 不可燃,滅火效能高,設計滅火濃度低。要求:應接近于哈龍1301;即:設計滅火濃度=5%,且在10秒內能滅火。
周傳雄 噴射后能全部汽化,在封閉空間內各向分布迅速、均勻,無固、液相殘留物,不導電,不擊穿電子電器設備,不污損、腐蝕、破壞被保護現場設備。
4.5 應屬可液化的氣體或具有與液化氣體相類似的物化特性,平時可以液態存貯,充裝密度(充裝比)較大,亦即其有管網的固定滅火系統瓶組、瓶站的占地面積較小;這一點很重要,因為某些特種場合諸如廣播電視發射塔樓等處是沒有太多的面積或空間可供選用以便設置數量很多的高壓瓶組,而且還需留出便于操作、維修系統的足夠位置。另一方面,替代物到戰時(滅火)噴射到防護區內應能立即閃蒸成氣態,以便其在防護區的空間內的各個方向迅速形成大于或等于設計滅火濃度的均勻、有效的滅火氣氛。為此,其沸點和臨界溫度應低,臨界壓力和蒸氣壓宜適中。
4.6 存貯穩定性(包括其耐熱穩定性和化學穩定性)良好。
4.7 與彈性密封元件的相容性良好。
4.8 成本低。
  因此,若能完全達到上述8個要求的氣體滅火介質才能稱為“全代用”或“可直接使用-drop in”的哈龍替代物,也就是說,一點不改動原哈龍滅火設備(包括貯存容器、管道、閥門等的規格、數量),僅僅更換滅火劑。

5.哈龍替代物的發展趨向

5.1 國外哈龍替代物的演化過程  (參見表7)

表7

國際法規 候選替代物總數 鹵代烷類候選替代物 惰性氣體候選替代物 增加 刪除 備注 NFPA

2001

1994年版 8種

FC-3-1-10

HBFC-22B1 HCFC混合A

HCFC-124

HFC-125

HFC-227ea

HFC-23

IG-541 7種

FC-3-1-10

HBFC-22B1 HCFC混合A

HCFC-124

HFC-125

HFC-227ea

HFC-23   1種IG-541 無 無 首次制定該標準 NFPA

2001

1996年版 11種

FC-3-1-10HCFC混合A

HCFC-124

HFC-125

HFC-227ea

HFC-23

HFC-236fa

FIC-13I1

IG-01

IG-541

IG-55   8種

FC-3-1-10HCFC混合A

HCFC-124

HFC-125

HFC-227ea

HFC-23

HFC-236fa

FIC-13I1 3種

IG-01、IG-541、IG-55

增加4種

HFC-236fa

FIC-13I1

IG-01

IG-55

刪除1種

HBFC-22B1

含溴的HCFC類物質不得作為哈龍替代品

NFPA

2001-

2000年版

(自

2000年2

月11

日起

施行)   13種

  9種

FC-2-1-8

FC-3-1-10

HCFC混合A

HCFC-124

HFC-125

HFC-227ea

HFC-23

HFC-236fa

FIC-13I1 4種

IG-01

IG-100

IG-541

IG-55

增加2種

FC-2-1-8

IG-100

無 對應國際標準:   ISO14520-1:2000 FIC-13I1 ISO14520-2:2000 FC-2-1-8 ISO14520-3:2000 FC-3-1-10 ISO14520-4:2000 (原為FC-5-1-14,現已作廢) ISO14520-5:2000 HCFC混合A ISO14520-6:2000 HCFC-124 ISO14520-7:2000 HFC-125 ISO14520-8:2000 HFC-227ea ISO14520-9:2000 HFC-23 ISO14520-10:2000 HFC-236fa ISO14520-11:2000 IG-01 ISO14520-12:2000 IG-100 ISO14520-13:2000 IG-55 ISO14520-14:2000 IG-541 ISO14520-15:2000         據悉:NFPA2001技術委員會已同意在以后的版本中增加1種滅火劑:Novec 1230     ISO

14520-2000 目前

NFPA2001-2000的這13種滅火劑均已有國際標準 9種 4種 據悉:

ISOTC21/SC8已同意在ISO14520以后的版本中增加以下2種滅火劑:

NAF S 125

Novec 1230 據悉:

ISOTC21/SC8已同意在ISO14520以后的版本中刪除以下3種滅火劑:

FC-2-1-8

FC-3-1-10

HCFC-124
  UNEP

規定:發達國家自1994年起停產哈龍滅火劑;發展中國家(含中國)自2005年起停產哈龍1211滅火劑,自2010年起停產哈龍1301滅火劑 據悉:經UNEP同意,俄羅斯的哈龍2402暫作例外處理 規定:

HCFC124

HCFC混合A只能用到2030年

  EN         規定:

HCFC124

HCFC混合A只能用到2015年

  補充解說 含氯的HCFC類候選替代物系過渡性的哈龍替代物       含溴的HCFC類化合物不得用作哈龍替代物  

5.2 我國哈龍替代物的發展動向
  近年來,我國各地的少數重點工程分別引進了國外的惰性氣體滅火系統或七氟丙烷滅火系統,用以替代哈龍1301滅火系統;也有少數廠商已自行研制并生產了七氟丙烷等替代系統的組件。哈龍1211滅火器的氣體替代滅火器具尚無什么動靜,大多是采用干粉、泡沫、二氧化碳等滅火器來替代之。這是因為自1994年起,我國已明令禁止在非必要場所再配置哈龍滅火器。
  據悉,我國從今年年初開始,正在組織開展國家標準《潔凈氣體滅火系統設計規范》的編制工作,可能包括:HFC23、HFC 227ea、HFC 236fa、IG 01、IG 55、IG 541等6種替代物;當然,最后應以國家批準的規范版本為準。
5.3 原子的種類和數量對替代物特性的影響
  各種原子的種類和數量對候選哈龍替代物的物化、環保、滅火特性的影響如下所述:
5.3.1 沸點和臨界溫度隨氯原子和碳原子數的增加而上升,隨氟原子數的增加而下降。
5.3.2 可燃性
  氫原子數增加,可燃性增大。因此,大多數的全氟氯溴碘烷(即全鹵代烷)通常都是不可燃的。按碘、溴、氯、氟的順序,其對哈龍替代物的滅火效能的影響呈明顯降低的趨向。
5.3.3 穩定性
  全氟氯溴碘烷通常都具有良好的耐熱穩定性和化學穩定性,其中,全氟代烷的穩定性最高;但是,含氫原子的氯氟代烷的耐熱穩定性較差,含氯原子較多者的化學穩定性較低。
5.3.4 毒性
  含氯、溴、碘原子數越少,毒性越小。全氟代烷基本無毒。
5.3.5 環保特性
  含少量的氫原子和不含氯原子的氟氫代烷的環保特性較好,即其破壞臭氧層的可能性較小,溫室效應值也較低。因全氟代烷過于穩定,故其在大氣中的存活時間太長,雖不破壞臭氧層,但其溫室效應值較高。
5.4 發展趨向
  綜上所述,就鹵代烷族的系列候選哈龍替代物而言,含一個氫原子的氟代烷的綜合特性較為理想,比含多個氫原子的氟代烷及其它的氣體候選哈龍替代物的性能均較佳,具有一定的開發價值;當然,尚未達到“全代用”哈龍替代物的全部要求,因其亦有不足之處。但是,含一個氫原子的氟代烷(如三氟甲烷)的蒸氣壓相當高,對存貯容器和管網的耐壓強度的要求亦相當高。當然,非哈龍族的惰性氣體和二氧化碳等也可作為氣體哈龍替代物使用,但并不是本節討論的主題。
  公安部消防局于2001年8月1日向全國各省、自治區、直轄市消防局發出了公消[2001]217號文《關于進一步加強哈龍替代品及其替代技術管理的通知》,對幾種潔凈氣體滅火劑在我國的政策允許應用情況作出了明確的具體規定,詳見表7A。

表7A

一般名稱 商品名稱 化學組成 類別

政策允許情況 HCFC混合A NAF S-Ⅲ CHCLF2(82%)

CHCLFCF3(9.50%)

CHCL2CF3(4.75%)

C10H16(3.75%) HCFC 禁用 HCFC-124 FE-241 CHCIFCF3 HCFC 禁用 HFC-125 FE-25 CF3CHF2 HFC 禁用 FC-2-1-8 CEA-38 C3F8 PFC 禁用 FC-3-1-10 CEA-410 C4F10 PFC 禁用           HFC-23 FE-13 CHF3 HFC 可用 HFC-227ea FM-200 CF3CHFCF3 HFC 可用 HFC-236fa FE-36 CF3CH2CF3 HFC 可用           氬氣 IG-01 Ar 惰性氣體 可用 氮氣 IG-100 N2 惰性氣體 可用 氮、氬

混合氣體 IG-55 N2(50%) 

Ar(50%) 惰性氣體 可用 氮、氬、CO2

混合氣體 IG-541 N2(52%)

Ar(40%)

CO2(8%) 惰性氣體 可用

6.依據國家規范逐步替代哈龍

6.1 準確把握替代哈龍的尺度
  
在國際淘汰哈龍行動中,我國似應做到:既不超前,也不落后。即,既要履行我國政府以緹約國的身份應承擔的國際責任,但也不能過于超前,不能一下子就因此而大大地降低我國重點、要害場所特別是軍方的滅火力量(或稱消防戰斗力)。應正確理解和執行國家規范,依據消防主規范《建筑設計防火規范》(GBJ16-87-95—97) 和《人民防空工程設計防火規范》(GBJ98-87—97)、《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95—97) 及《建筑滅火器配置設計規范》(GBJ140-90—97) 等四項國家規范在保護大氣臭氧層和人類生態環境專題上的1997年同步局部修訂條文,逐步替代與淘汰哈龍。
6.2 正確理解國家規范的條文規定
  
從一年多來的執行情況看,各地設計院和消防部門對上述四項國家規范的1997年局部修訂條文的理解和執行并不一致,下文擬以《高規》/《建規》為例來具體闡述:
  以往可用哈龍1301滅火系統的場所,現今已經一分為三:
  7.6.6 / 第8.7.4條  高層建筑的下列房間,應設置水噴霧滅火系統 (本條各款及修訂說明可簡述為:燃油鍋爐房、油浸變壓器室等不得再行設計、安裝哈龍滅火系統);
  7.6.7 / 第8.7.5條  高層建筑的下列房間,應設置氣體滅火系統 (本條各款及修訂說明可簡述為:一定檔次的電子計算機房、廣播電視發射塔微波機房、長途通訊機房、市話端局程控交換機房等目前尚允許設計、安裝哈龍滅火系統);
  7.6.8 / 第8.7.5A條  高層建筑的下列房間,應設置氣體滅火系統,但不得采用哈龍滅火系統 (本條各款及修訂說明可簡述為:一定檔次的圖書館特藏室、檔案館珍藏庫、博物館珍品庫等也不得再行設計、安裝哈龍滅火系統)。
6.3 關鍵的問題
  
不少單位或人員對《高規》的7.6.7 /《建規》的第8.7.5條的理解和執行有誤,過于超前。其實,該條“未限制哈龍1301滅火系統的使用”(請看該條的條文說明)。即:在該條限定的場所內設計和配置1301滅火系統是符合國家規范的規定的,合法; 消防部門建審同意、認可之,也是符合國家規范的規定的,亦合法。除非甲方不想采用之,設計院不愿設計之,或消防部門不肯審批之。
  所以說:目前有人認為在上述的必要場所不得設計、配置哈龍1301滅火系統不僅是不符合我國現行、有效的國家規范規定的,而且也是相當過分的超前行為。
  另外,我國政府自1996年起已經在考慮籌建國家哈龍銀行,1998年經UNEP、WB正式批準和資助,我國啟動了中國哈龍銀行建設前期準備的5個技術援助 ( TA ) 項目。與世界各發達國家類同,但在時間上已經滯后,中國哈龍銀行的任務之一就是為必要場所定期、限量供給精品哈龍。上述國家規范限定的少數重點工程或要害場所若經國家級哈龍必要場所專家評審技術委員會審核,應當可評為必要場所。因此,其哈龍1301滅火劑的來源無疑是可以保證的。1997年9月在UNEP 1998 TA項目的立項、審核過程中,我們答復WB專家的傳真詢問時,就理直氣壯地回答:我國政府不僅發布過【1994】094號文,并批準、發布了四項國家規范1997年局部修訂條文,并且已經開始施行,及時、有效地履行修訂后的《蒙特利爾議定書》。與國外相比,中國一點也不落后,但亦不超前。
  因此,在沒有適用的替代系統之前,過于超前地淘汰、替代我國軍方和國家重點民用建筑工程的哈龍1301系統,有可能會大大地不利于我國的消防安全工作。據悉,我國的和不少其他國家的消防部門人員亦持類同見解。可巧的是,1999年2月1日,公安部消防局向全國31個省、自治區、直轄市公安廳消防局發出了公消字[1999]031號文‘關于逐步淘汰哈龍固定滅火系統和哈龍滅火器有關問題的通知’。該文第二條中規定:在非必要場所禁止再安裝使用哈龍固定滅火系統,必要場所可以繼續安裝使用哈龍固定滅火系統,……。
6.4 停止生產哈龍滅火劑和停止使用哈龍滅火設備的區別
  近二年來,我國有的省部級設計院在論證電信大樓通訊機房氣體滅火系統的選型報告中,提出了在2010年停止使用哈龍1301系統的見解,這樣理解是有誤的,也是過于超前的。我國政府承諾的是:自2005年起停止生產哈龍1211滅火劑,自2010年起停止生產1301滅火劑。
  試想,在我國如此廣闊的國土上,有那么多的哈龍1211滅火器和哈龍1301滅火系統,到2005年或2010年一下子都不讓使用了,我們有那么多的適用滅火設備來替代之嗎?我們有那么大的經濟力嗎?特別是這么多的哈龍1301滅火系統若都同時不許使用的話,那就必須同步、全部拆除,新裝適用的替代系統,其工作量與所需費用則是特別特別地大。即使是依據國家標準GBJ140-90規范1997年局部修訂條文關于等效、定點替代的規定,采用磷酸銨鹽干粉滅火器和/或輕水泡沫滅火器來同時、全部替代哈龍1211滅火器,那量大面廣和無處不有的替代工作量以及所需費用都將是大得不得了的。
  這個問題似應如此理解:在停止生產哈龍滅火劑之后,除必要場所哈龍滅火設備需求的精品哈龍由國家哈龍銀行定期、限量供給之外,非必要場所的哈龍滅火設備因無精品哈龍供給,則會漸漸地自然淘汰,這是一個逐步淘汰的過程。
6.5 不得配置哈龍滅火設備的有關規定
6.5.1 在非必要配置哈龍滅火器的場所不得選用哈龍滅火器,宜選用磷酸銨鹽干粉滅火器或輕水泡沫滅火器等其它類型的滅火器。
6.5.2 在非必要配置哈龍滅火系統的場所不得選用哈龍滅火系統,宜選用水(噴淋、噴霧、超細水霧、水幕等)滅火系統、二氧化碳滅火系統、HFC滅火系統、惰性氣體滅火系統等適用于特定場合的滅火系統。
6.5.3 尚未確定的其它非必要配置哈龍滅火設備的場所的確定應按國家消防主管部門和國家環保主管部門的有關規定執行。
6.6 禁止隨意排放哈龍的有關規定
6.6.1 已配置在工業與民用建筑及人防工程內或各類交通工具/軍用裝備上的所有哈龍滅火設備,除用于必要滅火之外,不得隨意向大氣中排放。
6.6.2 嚴格控制哈龍滅火、回收、存貯、充裝設備等的泄漏;
6.6.3 在哈龍滅火器質量檢測時不得冷噴哈龍用于測定噴射時間和噴射距離,亦不得熱噴哈龍用于測定滅火時間;
6.6.4在哈龍滅火系統工程驗收時不得冷噴哈龍用于測定封閉空間的密封性和室內哈龍濃度,更不得熱噴哈龍進行滅火試驗;
6.6.5 在消防訓練和消防演習時不準噴射哈龍;
6.6.6 在哈龍滅火設備定期維修、水壓試驗或作報廢處理時,必須使用經國家認可的哈龍回收凈化裝置來回收哈龍滅火劑。
6.6.7 在必需噴射哈龍以測定關鍵數據的特殊情況下,可考慮采用物化性能和流體特性與哈龍相當接近但是其臭氧耗減潛能值即ODP值必須為零的替代流體物質作冷噴試驗。
6.7 哈龍滅火器的等效替代
6.7.1 在非必要場所已配置的哈龍滅火器,當其已經噴射滅火或已超過規定的使用年限,或在定期檢查時發現其有明顯的損傷和腐蝕等缺陷已達不到產品質量標準要求時,即在其產生泄漏甚至破裂之前應及時將其撤換,并應作報廢處理。
6.7.2 凡已確定撤換哈龍滅火器的非必要場所,應在其原設置位置重新配置其它類型滅火器。重新配置的滅火器應遵守等效替代的原則,等效替代的宗旨是保障第一線基本(撲滅初起火災的最低)滅火力量。依據國家標準GBJ 140-90《建筑滅火器配置設計規范》第四章、第六章的規定及其1997年局部修訂條文第4.0.10條、第4.0.11條及附錄八的規定進行配置設計計算。
6.7.3 哈龍滅火器的等效替代舉例 (詳見表8 )

表8

滅火器
型式 哈龍1211滅火器 磷酸銨鹽干粉滅火器 滅火劑
充裝量
(kg) 滅火級別 滅火劑
充裝量
(kg) 滅火級別 滅A類火 滅B類火 滅A類火 滅B類火 手提式
滅火器 0.5 — 21B 1 1A 21B 1 — 21B 1 1A 21B 2 (0.5A) 21B 2 1A 21B 3 (0.5A) 34B 3 2A 34B 4 1A 34B 4 2A 55B 6 1A 55B 5 3A 89B

推車式
滅火器 20 (2A) 144B 25 4A 183B 25 (2A) 144B 35 4A 183B 40 (3A) 183B 50 6A 297B

7.中國哈龍銀行建設的個人初步設想

7.1 哈龍銀行機構建制總體方案的設想
7.1.1 三級機構建制
  ⑴ 1個國家級哈龍銀行(中心站)
  ⑵ 5個大區級哈龍支行(大區站)
  ⑶ 12個省級哈龍站
7.1.2 中國哈龍銀行建設總體布局方案的全國區劃示意圖見圖1。
(***:圖1中的‘重慶’之后應加‘市’;此圖可用末頁的豎版圖)
7.1.3 隸屬關系(詳見表9和圖2)
7.2 哈龍銀行運行機制和管理模式的設想
7.2.1 任務和分工
  ⑴ 國家級哈龍銀行(中心站)負責全國總體管理。
  ⑵ 大區級哈龍支行(大區站)分別負責本區的哈龍回收、存儲、精制、銷毀以及定期限量供給該區必要場所所需的精品哈龍。因此,大區級哈龍支行的規模較大,哈龍存儲量亦較大。
  ⑶ 省級哈龍站分別負責該省及其兼管地區的哈龍回收和哈龍粗品的臨時存儲,定期將哈龍粗品運送至相應的上級哈龍支行。因此,省級哈龍站的規模較小,哈龍存儲量也較小。
  待哈龍數據全國普查的統計報告完成后,當可確定各哈龍支行和各省級哈龍站的規模。
7.2.2 運行機制和管理模式(詳見圖3)
7. 3 籌建哈龍銀行應注意的問題
7.3.1 加拿大國防部哈龍銀行有一個教訓,就是因為過多地回收、存貯哈龍1211而今造成被動局面。也就是說:今后國際上(包括加拿大)的軍事設備和重點民用建筑工程的必要場所均主要采用和存貯哈龍1301,并非哈龍1211。目前,該銀行存貯了這么多的哈龍1211,不僅需保管好,不得泄漏,而且今后如何進行處置則麻煩很大。因為,若想銷毀哈龍1211,并且必須使其分(裂)解產生的氣體產物完全達到排放標準(否則環保部門不許向大氣中排放),其所需費用遠遠高于哈龍1211本身的價值,這項龐大的費用,不論對加拿大還是世界上其它哪一個國家恐怕都是難以承受的重負。
7.3.2 我國的國土遼闊廣大,哈龍的用戶和用量雖然呈現東部沿海發達地區用戶多、用量大,中西部地區用戶少、用量小的大體分布趨勢,但在各個地區的用戶都相當分散,相對除水之外的滅火劑而言亦屬量大而面廣,特別是對哈龍滅火器而言,甚至可以說是到處皆有;因此,哈龍支行和哈龍省級站在全國的設置與分布不能過于集中,但也不能太分散;考慮到我國目前的人力、物力(設備)和財力,當應將哈龍粗品的提純和處理(報廢等) 以及哈龍精品的存貯和交易的業務交由哈龍支行來辦理;不能由每個省級站都去從事精制、處理、報廢或交易哈龍的工作。

表9  中國哈龍銀行總體布局方案及隸屬關系一覽表

國家哈龍銀行及
大區級哈龍支行 所轄省級行政區數 省級
哈龍站 所在城市 兼管省、自治區、直轄市 國家哈龍銀行     上海市 全國哈龍信息管理,大區級哈龍支行和省級哈龍站的業務指導與總體管理 北京支行 8   北京市 華北、東北地區5省2市1區
兼北京市省級站 遼寧省 沈陽市 內蒙古區 黑龍江省 哈爾濱市 吉林省 天津市 天津市 河北省、河南省 西安支行 6   西安市 西北地區4省2區
兼陜西省省級站,兼管山西省 甘肅省 蘭州市 寧夏區 青海省 西寧市 新疆區 重慶支行 5   重慶市 西南地區3省1市1區
兼重慶市省級站 四川省 成都市 西藏區 云南省 昆明市 貴州省 廣州支行 5   廣州市 華南地區4省1區
兼廣東省省級站 廣西區 南寧市   海南省 海口市   湖北省 武漢市 湖南省 杭州支行 7   杭州市 華東地區6省1市
兼浙江省省級站,兼管江西省、福建省 江蘇省 南京市 山東省、安徽省 上海市 上海市   總計5個大區級哈龍支行 31個省、自治區、直轄市 12個
省級哈龍站    


8.結論

8.1 為了保護大氣臭氧層和人類生態環境,應當限制使用和逐步淘汰哈龍等ODS物質。
8.2 為了避免顯著削弱中國軍方和國家要害場所的消防戰斗力,籌建中國哈龍銀行是必要的。世界各發達國家都已建有國家哈龍銀行,旨在為哈龍必要用戶定期、限量供給哈龍精品。
8.3 由于對‘全代用’的理想哈龍替代物的要求相當高,因此,選擇與決策之的難度也不小;或許同上世紀中葉選定哈龍1301一樣,也要歷經半個世紀。
8.4 中國哈龍銀行建設的前期準備工作難度較大,完全照搬國外的模式肯定行不通,但是,一點都不學習發達國家先走一步的經驗,則更不利于籌建工作。
8.5 到21世紀末,如果有哪一位宇宙、天體、或大氣等專業的物理學家能夠最后證實破壞臭氧層并非哈龍的作用,而且使得世界上的大多數科學家都肯相信,同意,從而證明了當今少數幾位科學家認為是自然原因在破壞臭氧層的少數派見解;那么,我們就有可能白忙活了十年或幾十年;但這也并非是什么憾事,起碼鍛煉了人才,增強了環保意識。

參考文獻

1 《蒙特利爾議定書》修正案 / 92-08
2 中國國家整體淘汰哈龍行動計劃 / 97-10
3 國家標準GBJ 16-87《建筑設計防火規范》1997年局部修訂條文
4 國家標準GB 50045-95《高層民用建筑設計防火規范》1997年局部修訂條文
5 國家標準GBJ 98-87《人民防空工程設計防火規范》1997年局部修訂條文
6 國家標準GBJ 140-90《建筑滅火器配置設計規范》1997年局部修訂條文
7 國家標準GBJ 140-90《建筑滅火器配置設計規范》1997年局部修訂條文宣貫與解說/《消防技術與產品信息》第98-01期
8 《鹵代烷的回收、存貯與替代》/《消防技術與產品信息》第 98-02期
9 《鹵代烷替代物的命名法則與舉例說明》/《化工給排水設計》第98-02期
10 《鹵代烷的發展趨向》/《消防技術與產品信息》第91-05期
11 《哈龍冷噴替代與測試技術》/北京CFC和HALON國際會議93-04
12 《保護臭氧層-為了子孫萬代》/上海科技出版社95-07
13 《人類的共同責任》/中國環境科學出版社 93-04
14 《氣體消防技術》/中國建筑工業出版社 96-08
15 《鹵代烷滅火系統》/上海科技出版社 92-07
16 中華人民共和國公安部和國家環保總局1994年11月11日聯合發布的公通字【1994】094號文【關于在非必要場所停止再配置哈龍滅火器的通知】,
17 公安部消防局1999年02月01日發布的公消字【1999】031號文【關于逐步淘汰哈龍固定滅火系統和哈龍滅火器有關問題的通知】
18 國際標準ISO/DIS 11602-1999《移動式滅火器選擇、配置、檢驗、維修規范》
19 美國規范NFPA10-1994《移動式滅火器選擇、配置、檢驗、維修規范》
20 美國規范NFPA2001-1996《潔凈氣體滅火系統設計規范》
21 National Halon essential uses panel / Draft Terms of Reference /Strategy for Ozone Protection in Australia  (98-10)

1999-08-18第一稿
2003-07-18修訂稿
2003-08-12修改稿


作者簡介: 唐祝華,男,公安部上海消防研究所。
郵編:200438
地址:上海市楊浦區民京路918號
021—6523-0430
電子信箱:sfritang@ mail.online.sh.cn

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