探索新型灭火剂NOVEC 1230及其在船舶消防系统中的应用

2020-11-28

中国科技纵横 2020年14期

（温州市鹿城区消防救援大队，浙江温州 325000）

1 NOVEC 1230理化性质及其环境效应

1.1 理化性质

NOVEC 1230灭火剂在其使用中，具备较多优势，比如灭火效率高、浓度低等，这取决于灭火剂所用材料的基本理化性质，从其分子式CF3CF2C(O)CF(CF3)2上来看，该类物质属氟化酮类，其相对分子质量达到316.4，属大分子类。在常温下，该物质的物理性质表达为透明、清澈液体，但其较易发生气化反应，因此其并不属于危险品，被使用在化工产品产业中，且气化结果比较完全，基本不会剩下残余物质，实现了较高的气化使用率。

NOVEC 1230物质其他的物理性质表达也较为符合灭火剂的相关制作要求，比如其酸度小于等于3、沸点在标准气压下为49℃、凝固点为零下108℃，值得一提的是NOVEC 1230物质的绝缘强度达到了-60/kV，使得该灭火剂能够在较为复杂的火灾现场实现高效灭火性能的展示。

另外经过试验分析表明，NOVEC 1230物质其化学反应现象对金属、塑料、橡胶等材料并无较大回应，在电子零部件和电力线路中，可达到不损害目的，并且与大范围、大体积下的建筑结构材料保持相对兼容。

1.2 环境效应

传统中使用的卤代烷类别下的灭火剂，因为有效成分中含有溴和氯等元素，使得在反应过后，其释放出的物质将影响到周边及大气环境，不利于环境保持和地球生态安全，因此需要对新型、替代灭火剂的化学组成分析中，严格避免溴和氯元素的出现，确保其灭火行为发生后，不会对臭氧层产生破坏，臭氧消耗的潜能数值为0。

同时需要在NOVEC 1230的设计中，应关注温室效应情况，这是灭火剂环境效应中较为重要的一项检测因素，在这个因素的检测中，NOVEC 1230和氢氟烃类物质灭火剂有所不同，其温室效应的潜能数值较低。因此可知的是，在大气环境中，NOVEC 1230灭火剂其灭火有效物质的生存率极低，几乎在达到大气层后，寿命便宣告结束，因此解决了因灭火而导致的化学物质环境污染问题[1]。

NOVEC 1230能够以清洁型灭火剂存在，便是因为其灭火后的环境效应保持相对良好，并且在灭火过程中，因为其有效物质本身便不具备对人体产生损害的毒性，所以灭火浓度达到灭火效果时的环境浓度，将远低于对人体产生损害的浓度，体现出其低毒性。

2 NOVEC1230 的灭火原理

2.1 火灾要素

NOVEC 1230进行灭火操作，需要首先对火灾现场的燃烧要素进行分析，在火灾中，有著名的“四面体”原理即为火灾燃烧中所必备的四个要素。首先是燃料因素，燃料是在火灾中起到主要燃烧物质的因素，通常燃油、汽油等物质是火灾现场中需要进行紧急判断的重要参考因素，如何快速掐断燃料对火灾燃烧程度的影响，是灭火原理中需要分析的必要项目之一。其次是氧气因素，在火灾现场中的氧气存在，将会对火势起到助燃作用，因此如何避免氧气的存在及其含量对于助燃作用，是灭火机理中的必要分析过程。然后是热量因素的考虑，热量对于火灾现场的构筑物有较大损害影响，热量越高，则灭火难度越大且产生的经济损失数值越高，往往在热量过高的火灾现场中，由于未能及时采取安全进场的措施，导致现场变成一片废墟，对社会经济造成极大危害。最后是燃烧连锁反应，燃烧是一系列助力因素下的结果体现，因此燃烧过程具备连锁环节，比如可燃物与燃料间的连锁、燃料与氧气间的连锁、氧气与火花之间的连锁等，如要彻底达成灭火目的，应将各个环节间的连接切断。

2.2 灭火原理

火场灭火原理的实现，应从上文分析的火灾四面体理论出发，切实将灭火剂使用在四个不同因素中。比如针对燃料因素，应及时切断所有不同种类的燃料供应，杜绝燃烧续航能力；针对氧气因素，应及时分析氧气源头和具体浓度，采取杜绝或稀释氧气浓度方法，将助燃效果削弱；针对燃烧连锁反应因素，灭火时应将灭火行为放大，打断不同燃烧因素间的相互作用效果，化复杂燃烧环境为简单燃烧现象，降低灭火难度[2]。

在NOVEC 1230进行灭火阶段的气化反应后，可释放出该物质的气体状态，在与火灾现场中的空气结合后，反应生成气态混合物，由于该种混合物质的热容含量要远比空气大，所以在高热量的空气中，其可吸收较多环境热量。

3 船舶消防系统中的应用

3.1 船舶布置

气体灭火系统采取固定式模式，将在船舶的使用中实现最大应用价值，因为船舶发生火灾，便意味着在海面行驶中需要及时进行灭火措施的落实，否则将会导致较大规模的船舶功能受损，最终引起船毁人亡惨剧发生。另外船舶的独特建造特点，便影响手持灭火装置的使用，大型船舶发生火灾，需要大量灭火剂使用，手持或是含量较小灭火器材，将不能在第一时间起到灭火效果，因此需要固定式、大含量的NOVEC 1230物质灭火，在船舶灭火措施进行中，起到最佳效果。

3.2 操作系统

该NOVEC 1230灭火系统在某船舶的应用使用中，其主要用途是将各个机舱、舱室进行有效保护，因为固定式灭火系统其作用范围较大，所以在系统设计规划阶段便需要对整个控制系统内，安置较多含有该灭火物质的钢瓶结构，保证灭火剂的绝对充足。

3.3 控制气瓶

系统另有充装34.5bar压力氮气的气瓶用作灭火剂释放的驱动控制气瓶。控制气瓶和相关电气装置安装在释放箱内，打开释放箱则自动发出报警并关闭被保护区域内的通风装置[3]。控制气瓶的使用，将电气装置与该固定式灭火装置进行了良好融合，确保一旦发生火灾时，该系统能维持较高灵敏度，可以在第一时间通过电气装置，对船舶的应急报警装置通电，发出火灾信号。并且在该过程中，对原有释放灭火剂的系统流程不会产生阻碍，完整意义上进行整个系统的应急预警操作，保护船舶系统，在发生火灾时可提高稳定性。

3.4 释放管路

在灭火剂释放阶段，灭火剂的释放箱被布置于被保护区域外部分，该部分的交通动线较为便利，可接近消防控制站和气体储存室。当释放命令发出时，释放控制箱将引出两条控制管线路，其中一根用于驱动通向各个被保护区域的分配阀，另一根连接区域内第一个钢瓶瓶头阀上的气动驱动装置。当灭火剂被释放时，释放箱的控制流程是首先扳动箱内右侧的球阀，由此开启分配阀，然后扳动左侧球阀开启瓶头阀。释放管路上另外安装一套可自动释放的延时单元，以此来确保释放报警操作后，保证触发时间控制预留出最少20s延时，由此满足了灭火系统的设计规范要求。