胡 慧

（中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司上海分公司，上海 200335）

0 引言

海上油氣生產(chǎn)平臺(tái)存在井噴、泄露、火災(zāi)、爆炸等風(fēng)險(xiǎn)，海上油氣生產(chǎn)平臺(tái)消防系統(tǒng)的重要性不言而喻。隨著海洋石油勘探開(kāi)發(fā)的不斷發(fā)展深入，人們對(duì)安全環(huán)保的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)烈，對(duì)平臺(tái)的消防滅火系統(tǒng)提出更高的要求。目前海上油氣生產(chǎn)平臺(tái)使用的滅火劑主要為二氧化碳（CO2）和七氟丙烷（HFC-227ea/FM-200），還有少量的煙烙盡（IG-541）。

氣體滅火技術(shù)在不斷發(fā)展，按照滅火技術(shù)和效能大致可以劃分為4大類(lèi)，第一類(lèi)是鹵代烷（Halone）滅火技術(shù)，代表滅火劑產(chǎn)品如哈龍1301和哈龍1211等；第二類(lèi)是氫氟烴（HFCs）滅火技術(shù)，代表滅火劑產(chǎn)品如七氟丙烷（HFC-227ea/FM-200）、六氟丙烷（HFC-236fa）、三氟甲烷等；第三類(lèi)是惰性氣體（IG）滅火技術(shù)，代表滅火劑產(chǎn)品如二氧化碳（CO2）、煙烙盡IG-541（混合惰性氣體）、全氮IG100等；第四類(lèi)即全新的HFE滅火技術(shù)，代表滅火劑產(chǎn)品為氟化酮/六碳全氟酮（FK-5-1-12/Novec1230）。

海上油氣生產(chǎn)平臺(tái)應(yīng)用的氣體滅火系統(tǒng)也經(jīng)歷了一個(gè)不斷發(fā)展的演變過(guò)程。在2010年完全停止使用哈龍滅火劑后，二氧化碳滅火劑作為替代物在海上平臺(tái)大量應(yīng)用，同時(shí)為彌補(bǔ)二氧化碳滅火系統(tǒng)的不足，一些海上平臺(tái)使用七氟丙烷、煙烙盡等氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)[1]。七氟丙烷和煙烙盡可以彌補(bǔ)一些不足，但是也不能完全替代二氧化碳。

滅火產(chǎn)品Novec1230作為一種新型的滅火劑，已經(jīng)得到了美國(guó)環(huán)保署（EPA）的認(rèn)可并列入了美國(guó)環(huán)保署重要新替代物政策（SNAP）。Novec1230是一種清澈、無(wú)色微味的清潔劑，是哈龍氣體的有效替代物，在電子設(shè)備工作的區(qū)域以及不可替代的高價(jià)值資產(chǎn)區(qū)域防護(hù)上有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[2]。

1 環(huán)保特性分析

就滅火劑而言，大量非環(huán)保型滅火劑的應(yīng)用對(duì)水體、大氣造成了嚴(yán)重的污染，像傳統(tǒng)的哈龍滅火劑等已經(jīng)由于環(huán)保問(wèn)題而停止生產(chǎn)和使用，而目前仍在使用的一些滅火劑產(chǎn)品也存在潛在的環(huán)境破壞作用。二氧化碳和七氟丙烷在大氣中存活壽命較長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)全球溫室效應(yīng)有較大影響。

從臭氧層的損耗潛能值（ODP值）、溫室效應(yīng)潛能值（GWP值）、合成物在大氣中存留壽命（ALT值）、美國(guó)環(huán)保署“重要的新替代品政策計(jì)劃”（SNAP）以及國(guó)際HFC氣體遞減協(xié)議/歐洲F-氣體管控法規(guī)（國(guó)際氣體限用新規(guī)）等5個(gè)方面，將Novec1230與目前平臺(tái)使用的幾種氣體滅火劑進(jìn)行比較，見(jiàn)表1。

表1 幾種氣體滅火劑環(huán)保特性的對(duì)比Tab.1 Comparison of environmental profile of gas fire extinguishing agents

從表1可以看出，Novec1230和煙烙盡的環(huán)保性能相當(dāng)，具有優(yōu)異的環(huán)保特性，溫室效應(yīng)值極低，對(duì)環(huán)境的不良影響小。

2 安全性分析

從氣體滅火系統(tǒng)自身的安全性、滅火劑的毒性以及滅火劑釋放對(duì)設(shè)備的安全性等方面進(jìn)行總結(jié)分析，不同的氣體滅火系統(tǒng)存在一些不同的安全問(wèn)題。主要的問(wèn)題如下[3-4]：

（1）低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，存在其管網(wǎng)在滅火劑釋放時(shí)發(fā)生物理爆炸的可能性。

（2）高壓氣體滅火系統(tǒng)密封面的慢性泄露引起的安全問(wèn)題。

（3）二氧化碳滅火系統(tǒng)和煙烙盡滅火系統(tǒng)對(duì)防護(hù)區(qū)內(nèi)人員的毒性。

（4）滅火劑釋放對(duì)設(shè)備的冷擊、結(jié)露等情況。

為了確保氣體滅火系統(tǒng)的安全，首先應(yīng)考慮滅火系統(tǒng)的優(yōu)化選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)[3]。將Novec1230與目前平臺(tái)使用的幾種氣體滅火劑從無(wú)副作用的最高濃度（NOAEL）、安全余量（安全值）及存儲(chǔ)壓力等方面來(lái)比較安全性能和滅火效能，見(jiàn)表2。

表2 幾種氣體滅火劑安全性能的對(duì)比Tab.2 Comparison of safety of gas fire extinguishing agents

從表2可以看出，從滅火劑的自身安全性分析，Novec1230的安全余量最高，安全性能最好。從存儲(chǔ)壓力來(lái)看，Novec1230存儲(chǔ)壓力明顯低于其他幾種滅火劑。而且，在相同條件下，Novec1230具有比七氟丙烷更高的沸點(diǎn)和更低的飽和蒸氣壓[5]。

因此，使用Novec1230滅火劑能夠避免上述氣體滅火系統(tǒng)存在的安全問(wèn)題，而且Novec1230滅火劑不導(dǎo)電，易揮發(fā)，滅火后不留痕跡殘?jiān)?/p>

3 滅火效能分析

從滅火濃度和滅火速度兩方面對(duì)氣體滅火劑的滅火效能進(jìn)行比較，其中滅火濃度為滅火時(shí)使用濃度，滅火速度以滅火劑滅火時(shí)的噴射時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)比較。滅火使用濃度越低，滅火噴射時(shí)間越短，則滅火效能越高。具體的各滅火劑的參數(shù)，見(jiàn)表3。

從表3中可以看出，Novec1230使用濃度最低，而且噴射時(shí)間和七氟丙烷一樣較短，綜合比較，滅火性能優(yōu)良。

表3 幾種氣體滅火劑使用情況對(duì)比Tab.3 Comparison of the application of gas fire extinguishing agents

同時(shí)，根據(jù)已有的數(shù)據(jù)顯示，在相同體積的保護(hù)空間里，所需二氧化碳滅火劑與保護(hù)空間的體積比為34%，煙烙盡滅火劑為38%，七氟丙烷滅火劑為7%～10%[1]，而Novec1230以放氣量計(jì)算只需5%左右，可見(jiàn)Novec1230的滅火效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他滅火劑。

4 應(yīng)用分析

海上油氣生產(chǎn)平臺(tái)與一般民用建筑不同，平臺(tái)受空間的局限制特別明顯，平臺(tái)上油氣處理設(shè)施、電氣設(shè)施和人員住房集中，平臺(tái)的布局緊湊，設(shè)備的自動(dòng)化程度高，一般都設(shè)置中央控制系統(tǒng)對(duì)海上油氣集輸和公用設(shè)施進(jìn)行集中監(jiān)控。海上的生產(chǎn)、生活設(shè)施的電氣系統(tǒng)也不同于陸上，油氣田的生產(chǎn)運(yùn)行大多采用自發(fā)電集中供電的方式，通常設(shè)置備用電站和應(yīng)急電站。因此為了保證人員的安全和生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，對(duì)平臺(tái)的消防安全提出了更為嚴(yán)格的要求，這就意味著對(duì)滅火劑的各方面的性能要求更嚴(yán)格，Novec1230滅火劑在環(huán)保、安全和滅火性能均有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

Novec1230滅火劑目前可應(yīng)用于手提式滅火器及全區(qū)域放射系統(tǒng)。Novec1230滅火劑用氮?dú)饧訅阂砸簯B(tài)儲(chǔ)存于高壓鋼瓶中，藥劑噴出后即變?yōu)闅怏w，對(duì)于無(wú)法放置高壓鋼瓶的防護(hù)區(qū)域，也可以由管路分配的方式將藥劑進(jìn)行輸送，充裝率高，對(duì)鋼瓶、管網(wǎng)的壓力要求都較低，因此設(shè)計(jì)彈性較大[2]。Novec1230的滅火系統(tǒng)也可以運(yùn)用于現(xiàn)有的中央存儲(chǔ)和模塊化設(shè)計(jì)方案中，與現(xiàn)有平臺(tái)的火警和滅火系統(tǒng)相結(jié)合，因此能夠理想地保護(hù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)。在用于模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，貯藏容器占據(jù)的空間也比其他滅火系統(tǒng)小。

由于Novec1230滅火劑的較高熱穩(wěn)定性，且對(duì)溫度壓力敏感度低，因此在工程設(shè)計(jì)時(shí)，彈性空間大，可伸縮性強(qiáng)，安裝工藝也會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單。Novec1230滅火劑的滅火原理和特性，可以帶走熱量冷卻火焰，在一定程度上友好溫和地降低電子設(shè)備部件的高溫。因此，Novec1230滅火系統(tǒng)可成為海上平臺(tái)上精密儀器和電子設(shè)備的最佳保護(hù)方案。

Novec1230滅火劑因?yàn)閷?duì)溫度壓力敏感度低，因此在低溫條件下也能很好地發(fā)揮滅火作用，能在冬天寒冷地區(qū)表現(xiàn)出較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，具有較大優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)Novec1230滅火劑的特性，可以考慮在北方地區(qū)的海上油氣生產(chǎn)平臺(tái)的各電氣房間優(yōu)先應(yīng)用。

從應(yīng)用成本上來(lái)講，目前Novec1230滅火劑本身要比七氟丙烷滅火劑的價(jià)格要高，但Novec1230滅火劑對(duì)滅火系統(tǒng)的要求相對(duì)較低，因此在系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用上，其要低于第二類(lèi)和第三類(lèi)氣體滅火劑，特別是在大空間局部滅火應(yīng)用時(shí)，這方面的成本會(huì)更低。而且隨著今后Novec1230滅火劑的用量不斷增加，其生產(chǎn)成本及價(jià)格會(huì)得到大幅度降低，其總體應(yīng)用成本會(huì)優(yōu)于七氟丙烷系統(tǒng)。

5 結(jié)論

Novec1230滅火劑對(duì)環(huán)境友好、對(duì)人體無(wú)毒、對(duì)設(shè)備不會(huì)構(gòu)成危害，耐寒冷，有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，占用空間小、存儲(chǔ)壓力小、滅火效果好，特別適用于海上平臺(tái)這種空間小、人員設(shè)備密集的場(chǎng)所。建議海上平臺(tái)從安全環(huán)保以及可靠性的角度進(jìn)行考量，小范圍試用Novec1230自動(dòng)滅火設(shè)備。在設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，Novec1230自動(dòng)滅火設(shè)備可由氣體管路和自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)兩部分組成，同其他的哈龍?zhí)娲镒詣?dòng)滅火設(shè)備一樣，因此可以考慮使用原有的哈龍管線(xiàn)直接進(jìn)行填充更換。