关于全氟己酮、七氟丙烷两类灭火介质灭火产品主要技术与灭火性能特点、区别、场所大小应用要点探讨2-1

（北京利达海鑫灭火系统设备有限公司、北京、13910793712）

一、概述

  七氟丙烷气体灭火产品自20世纪90年代引入我国，近十年来，我国七氟丙烷灭火药剂平均每年销售量在2.6万吨左右，累计二十年来，七氟丙烷气体灭火产品厂值突破400亿元以上，占国内气体灭火市场约70%左右，占全球市场的38%左右。

  全氟己酮灭火剂于2001年在美国首先作为灭火剂使用，随后逐渐进入我国市场。近几年来，随着我国锂电池新能源产业的快速发展，在小空间锂电池灭火领域得到快速发展，全氟已酮灭火药剂近两年来，每年销售量达到七氟丙烷灭火药剂量的10%左右，有向较大空间气体灭火场所增长的趋势，一旦较大空间气体灭火场所的扩大采用，全氟已酮灭火剂增长速度将会较为可观。

  随着《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》的加快生效，七氟丙烷灭火药剂被列入逐步淘汰中。从2025年开始执行2024年生产销售额度，五年后递减10%，**个五年递减30%，到2040年递减50%，2045年递减到80%。这是因为七氟丙烷在高温分解时会产生氢氟酸(HF)等腐蚀气体，对设备和人员有一定危害，关键是使全球变暖潜值(GWP=2050)相对较高，而全氟已酮具有良好的环保性能，全球变暖潜值(GWP=1)极低。也就是说全氟已酮灭火剂在大气中排放后，留存时间若5天，七氟丙烷灭火剂在大气中的留存时间31年左右，这意味着即使七氟丙烷灭火剂现在停止排放，仍会在未来几十年内持续影响全球气候变化。

  在“碳达峰”和“碳中和”的背景下，全氟己酮灭火剂是当前替代七氟丙烷灭火剂用于电力、通信等要求洁净使用场所，是气体灭火领域较理想的灭火介质之一。

  在产品标准方面，国际标准化组织制定了全氟已酮灭火剂ISO14520-5:2016全球技术框架标准，此标准还有待进一步修改与完善，此标准被美国NFPA2001标准采纳，作为全氟己酮成为哈龙替代品的主要选择之一。我国也在积极推进相关该标准的制定与完善工作，目前《全氟已酮灭火剂》国家标准已由应急管理部归口上报及执行中，该产品标准、施工验收规范行业已制定了团体标准和规范，还有待进一步修改、完善、提高，目前还没有像七氟丙烷灭火剂那样完善成熟的标准与标准体系。

  综合上述情况，通过近几年对全氟己酮气体灭火产品市场应用关注，参入该全氟己酮灭火剂不同类型产品研发与灭火试验，与专家和同仁们广泛交流，发现全氟己酮灭火剂实际灭火性能、腐蚀、有毒性与网络上宣传的岐异相差较大，为了使全氟己酮气体灭火产品不重蹈气溶胶灭火装置产品现象，本人认为有必要写这篇文章，为同仁们在产品标准与规范制定、产品设计与选择、施工与验收及维护保养等方面，可供大家参考和探讨。促进气体灭火产品的合理应用，提高消防**保障水平，作出一点贡献。

二、关键词

  七氟丙烷气体灭火产品、全氟己酮气体灭火产品、.七氟丙烷灭火剂、全氟已酮灭火剂、碳达峰、碳中和、气溶胶灭火装置、沸点为-16.4℃、沸点为49、2℃、钢瓶内镀层、HF腐蚀气体、GB25972-2024《气体灭火系统及部件》、T/CECS10171-2022《预制式全氟己酮灭火装置》、系统设计规范、施工及验收规范、产品标准规定≤60秒内扑灭明火、全氟己酮喷嘴、有破碎和旋转功能、液体汽化气态、七氟丙烷气体灭火装置(系统)、全氟己酮气体灭火装置(系统)、三个重量参数、七氟丙烷探火管式灭火装置、全氟已酮探火管式灭火装置、七氟丙烷悬挂式灭火装置、全氟已酮悬挂(壁挂)式灭火装置、维护保养、产品检验报告。

三、七氟丙烷、全氟己酮气体灭火介质与产品主要特点与区别

1、物理性能与灭火浓度

七氟丙烷在常温常压下无色、几乎无味、不导电的气体，液体密度为1.41g/ml，但其沸点为-16.4℃，极低，只能用于全淹没灭火环境中，其灭火浓度一般在5.8%-10%之间。全氟己酮常温下是一种无色透明的液体，液体密度为1.60g/ml，但其沸点为49.2℃，较高，难易气化，较大空间场所灭火性能比七氟丙烷灭火剂差。全氟己酮灭火剂既可用于全淹没灭火，又可用于局部灭火场所。灭火浓度一般在4%-6%左右，看视全氟己酮有较低灭火浓度，但在相同的防护区内，因液体密度大，全氟己酮的实际使用重量，比七氟丙烷的使用重量多，药剂和设备成本均比七氟丙烷气体灭火产品高。

2、贮存与气化情况

七氟丙烷贮存在钢瓶内时呈液态，工作压力一般在2.5MPa~4.2MPa之间。当从喷嘴中喷射出来时，液态的七氟丙烷将迅速气化为气态，吸收大量热量，降低周围温度，同时稀释氧气浓度，达到快速灭火目的。在常温下，七氟丙烷的气化速度较快，大小空间灭火效果相差不大，灭火效果均较好和稳定。

全氟己酮在钢瓶内同样以液态贮存，小空间灭火容量下，一般工作压力在1.0MPa左右，正常工作压力在2.5~4.2MPa之间。喷射时，液态全氟己酮因沸点为49.2°C，若采用七氟丙烷简易喷嘴结构，喷射后将以液态柱状或直径大于φ2mm颗粒液态雾状为主。灭火效果将会较差。全氟己酮灭火剂喷嘴结构，是气体灭火系统中各类灭火剂喷嘴中*复杂的喷嘴结构。全氟己酮液态灭火剂经喷嘴内部结构，应将液体破碎小于φ2mm细小颗粒液态，在一定压力作用旋转喷射下才能快速气化为气态，气化后的潜热才会较大，才能够更有效的吸收火场热量。许多资料阐述和大多数人们认为，在常温下，全氟己酮也能较快的气化，且由于其沸点低，更易维持气态灭火状态，灭火性能还非常好，这些理念是错误的，将会严重误导产品设计、应用，甚至产品不能灭火危险结果。

3、钢瓶内腐蚀性与涂层要求

七氟丙烷对钢瓶内的腐蚀性较小，钢瓶内部通常不会采用耐腐蚀的涂层。钢瓶充装过程中，采用抽真空和含水量极小的驱动气体氮气，就可预防七氟丙烷其分解产物对钢瓶和阀门的腐蚀。

全氟己酮化学稳定性比七氟丙烷要差，对钢瓶有一定的腐蚀性，钢瓶内部应有涂层，一般采用环氧酚醛等涂层，才能进一步提高钢瓶的防腐蚀性和**性。目前，全氟己酮钢瓶有三种类型：

第1种是获得***检验报告钢瓶，钢瓶壁厚较厚，环焊缝为对接焊，有内涂层，单价*高。

第2种是钢瓶有或没有国家检验报告，采用七氟丙烷钢瓶，有内涂层，环焊缝为搭接焊单价中等。

第3种是采用七氟丙烷钢瓶，没有内涂层，单价*便宜，将严重影响气体产品的**性。

4、产生HF腐蚀性气体情况

当七氟丙烷喷射到火灾火焰现场，在高温下会分解产生HF腐蚀气体，一般来说，在700℃左右的高温下，经过4~20秒，七氟丙烷才明显分解产生的HF气体量相对较多，这对设备和人员都有较大危害，可能会腐蚀电子设备、损伤呼吸道等。全氟己酮在500℃火灾现场高温下，经过4~20秒，但产生的HF气体量远高于七氟丙烷。

在实际火灾中的情况比较复杂，HF产生量受火灾温度、火焰燃烧表面积、灭火剂喷放量、灭火剂气化程度、灭火时间等因素的影响有关。综合各方面条件，喷射灭火剂时间≤10S，灭火时间≤60S，灭火剂经喷嘴立即气化，使防护区发生火灾区域快速达到灭火浓度，实现快速扑灭明火，才能减少HF腐蚀气体产生。浸渍一定灭火时间后，应及时对防护区通风，将HF腐蚀性气体排出。

四、产品标准、系统设计和消防施工及验收规范

1、产品标准

七氟丙烷气体灭火系统有较为完善的产品标准，如GB25972-2024《气体灭火系统及部件》是**次进一步修改完善的新产品国家标准，于2024年11月28日发布，2025年12月1日实施，对七氟丙烷灭火系统的设计、性能、试验方法等都做了详细规定，确保了产品质量和**性。此产品国家标准本次没有将全氟己酮气体灭火产品编入其中，可以窥伺全氟己酮气体灭火产品灭火与有毒性能，还有待进一步试验论证落实。

全氟己酮虽然目前国际上有相关标准，但在国内产品主要依据T/CECS10171-2022《预制式全氟己酮灭火装置》团体标准，还在进一步完善中，不过行业内通常参考国际标准以及相关团体、企业标准来规范该产品的生产和质量控制。

2、气体灭火系统设计和施工及验收规范要求

七氟丙烷气体灭火系统（装置）产品分别有GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》和GB50263-2007《气体灭火系统施工及验收规范》国家标准，两规范中明确规定了应遵循**、可靠、经济、合理的原则，并规范了系统施工过程中的安装要求、调试方法、验收标准等，保证了系统安装后的正常运行和灭火效果。

全氟己酮灭火装置（系统）产品设计和施工及验收规范，目前国家和行业规范没有，团体规范也相对较少。但一些地方和企业会根据自身经验以及全氟己酮的特性，制定临时的施工和验收指南，但难以确保工程质量和灭火可靠性。

3、重量参数标注与做假现象

两种灭火介质产品均应符合GB25972-2024和GB50263-2007两国家标准，规范中规定应同时标注三个重量参数，即瓶组空瓶重量、灭火剂充装量、瓶组总重量。然而，在市场上存在部分短斤少两和弄虚作假现象。一些**商家为了降低成本，在灭火剂充装量上做手脚，只标注一个充装量，使无法称重检测，因七氟丙烷和全氟己酮灭火药剂成本昂贵，占整套产品销售金额的50%~70%。或者在钢瓶重量上造假，使用不符合标准的钢瓶，影响产品的性能和**性。这种做假行为严重危害了消费者权益和消防**。

五、七氟丙烷、全氟己酮有关实际技术与灭火性能试验和同仁们交流介绍与分析

1、常温、常压下气化状况试验

在常温常压下对七氟丙烷和全氟已酮进**体状况试验。将一定量的七氟丙烷和全氟已酮分别置于相同的试验容器中，观察其气化过程。结果发现，七氟丙烷灭火剂从0.2Mpa1m³大罐中管道阀门中流出，无论环境温度是0~10℃，不到1秒时间，七氟丙烷液化立即转化气态。

全氟已酮灭火剂沸点为49.2°℃，因沸点温度较高，需环境温度高于49.2℃才开始气化。若环境温度低于沸点温度时，使得全氟已酮液体喷射到防护区过程中，需不断吸收更多的热量，随着时间的推移延长，才能完全由液体大颗粒直径，变为小颗粒直径，*后全部转化为气态。喷嘴喷射全氟已酮液体颗粒直径大时，则喷射距离远，将吸热差，液体转化气体将差，影响灭火效果。喷嘴喷射全氟己酮液体颗粒直径较小时，则喷射距离近，各喷头间距将小，增加成本，吸热效果将好，液体容易极短时间转化为气体，有利于实现快速灭火。特别是防护区内若还有密封性较好的电器柜外壳遮档时，这种电器柜火灾就更难扑灭了。

本人在环境温度10℃时，离地面高度1米处，用200毫升容器盛有全氟已酮液体灭火剂，5秒左右倒入光滑瓷砖地面上后，全氟已酮液体大多在光滑地面上，处于流动状态，大约5分钟左右才能完全气化。说明全氟已酮灭火剂在低于49.2℃时，液体转化为气态较差，较难在国家规准规定小于60S内扑灭明火，扑灭浓度试验(防护区内四角上下火灾)火灾就更难了。

2、常温、常压下小白鼠灭火浓度和*大灭火浓度下中毒试验

在常温、常压下，设置不同浓度梯度的七氟丙烷和全氟己酮试验环境，分别在20升矿泉水大桶中，同时放入两只小白鼠进行HF有毒冷喷条件下试验。对于七氟丙烷，当浓度达到灭火浓度(如6%)时，小白鼠在短时间内出现轻微不适症状，随着时间延长，症状逐渐平稳；当浓度达到*大灭火浓度(如10%)时，小白鼠中毒症状明显，呼吸急促、行动迟缓、经3小时左右观察后，逐渐恢复正常状态，能自由爬行了。

全氟已酮在灭火浓度(如5%)下，小白鼠的不适症状相对较轻，基本能保证正常活动；在*大灭火浓度(如6%)下，小白鼠马上有一定反应，中毒症状远大于七氟丙烷环境下的小白鼠反应，全氟已酮虽然试验时浓度低，但有毒性比七氟丙烷高，不到2小时，两只小白鼠就不动了。

七氟丙烷和全氟已酮灭火剂在常温下无色、无味、无毒。若在火灾高温下，只需4秒左右就会产生大量HF有毒腐蚀气体。依据《全氟已酮灭火剂热裂解产生氟化氢研究》试验论文分析：（1）常温稳定性：全氟已酮比七氟丙烷较稳定，从理论分析难分解出HF有毒性和腐蚀性气体；但在常温下小白鼠试验和灭火设备中钢瓶内胆、阀门等零部件应用后，有毒性和防腐蚀性能看，全氟已酮有毒性和腐蚀性要大于七氟丙烷。(2)中低温火场(500°C~750°C)时：全氟已酮HF产气量高于七氟丙烷。（3）高温火场(≥800°C)时：七氟丙烷HF产气量高于全氟已酮。

3、日常应用与试验的腐蚀性检查与观察

七氟丙烷气体灭火系统（装置）产品零部件，通过对多年使用后的钢瓶部件进行维护保养、拆卸、试压、充装药剂、检测阀门与钢瓶内腔无涂层、虹吸管等钢质和钢质材料观察，均没有明显发现有腐蚀和被腐蚀现象存在。

全氟己酮气体灭火系统（装置）产品，在维护保养时，若钢瓶内无涂层和虹吸管表面没镀锌时，均出现浮锈和腐蚀现象。用全氟己酮灭火剂液体浸泡铜件、不锈钢件、丁晴橡胶件、钢管和钢板内外表面无镀锌层时，观察发现无镀锌层的钢管和钢板表面，发生明显腐蚀现象。所以，全氟己酮钢瓶内，必须应喷涂有一定厚度的防腐蚀涂层。

4、不同防护区体积下A、B类火灾灭火试验

（1）体积小于5立方米内：

在该小空间内进行A、B类火灾灭火试验，对于七氟丙烷灭火剂，当系统（装置）启动后，能在较短时间内（一般3~5秒）使防护区内迅速达到灭火浓度，在10~20秒内基本可将明火扑灭，对于防护区内四个顶角和四个底角火焰火灾也能较快扑灭。

全氟己酮灭火剂灭火速度与七氟丙烷灭火剂速度稍慢一点，喷射完后，在6~10秒内才能使灭火剂充满防护区气化，10~20秒内将火灾扑灭，且对各个角落的火灾也能较快扑灭。小空间内，七氟丙烷与全氟己酮气体灭火系统（装置）的喷嘴内部结构设计基本相差不大，当全氟己酮喷嘴出口孔径≤φ3mm时，雾化和气化效果较好，能实现快速灭火。目前全氟己酮灭火剂主要应用于≤5m³，锂电池领域火灾灭火产品中。

（2）体积在5~50m³之间：

七氟丙烷在该空间内到灭火浓度的时间有所延长，在30~40秒内将明火扑灭，对四角顶角和底角火灾也能有效扑灭，但可能存在个别角落灭火稍慢的情况。因七氟丙烷沸点为-16.4℃，非常低，易气化，则喷嘴内部结构非常简单，大多数气体生产厂家均能正常≤60秒内扑灭火灾，不存在技术门槛。

全氟己酮若完全采用七氟丙烷相同的体积和种类火灾及喷嘴结构，灭火时间≥60秒，甚至许多次不能扑灭火灾。也就是说当防护区容积＞5m³以上时，全氟己酮喷嘴内部结构应考虑适当有破碎和旋转液体设计元素了，才能在产品标准规定≤60秒内扑灭火灾。

（3）体积在50~100m³之间：

七氟丙烷气体灭火装置启动喷射完毕后，灭火时间大多在40~60秒之间，对于较大空间内的角落火灾，可能需要依靠气体的扩散来实现灭火，存在一定的灭火盲区。这时对七氟丙烷喷嘴喷洒角度设计稍加注意时，各气体生产厂家均能正常灭火。

全氟己酮气体灭火装置，对保护50~100立方米之间体积时，面临的是一个技术难题，也是一个较大的难灭火门槛。有两个难点，一个是全氟己酮灭火剂充装系数不能太大；另一个喷嘴结构设计，是*关键难点：一是破碎的液体直径应小，才容易汽化；二是破碎后的小颗粒液体，喷射距离应较远；三是喷洒角度≥130度,应是均匀圆锥体。

（4）体积在100m³以上空间：

  七氟丙烷气体灭火系统(装置)在大型空间内，只要灭火装置和喷嘴设计间隔均匀，大多气体生产厂家生产的气体灭火产品，灭火时间不会超过60秒，灭火效果相差不会太大。

  全氟己酮气体灭火产品是近几年推出的新产品，目前，产品国家、行业标准和设计、施工验收规范还没有编制。据了解还没有进行过超100m³以上大空间的A、B类火灾试验。因全氟己酮灭火剂沸点为49.2度，沸点较高，本人认为大空间和高空间防护区内，几十秒内能完全将喷射的全氟己酮液体汽化气态，有一定难度。不但应考虑喷嘴结构设计、还应考虑各喷嘴之间间距设计、更应考虑全氟己酮灭火剂充装系数和喷嘴*小出口压力大小等设计参数。

（5）专家、同仁们全氟己酮灭火气体装置产品灭火试验及经验交流

  通过网络查询和参加各种消防博览会及同仁们交流了解到，全氟己酮灭火气体产品在实际应用中，主要是小于1m³防护区储能舱的锂电池箱的应用领域较多，既能快速灭火，还能起到降温，防止锂电池火灾复燃。当防护区为50~100m³时，大多数全氟己酮气体灭火产品生产厂家，做灭火试验发现，很难在60秒内正常扑灭A、B类火灾，特别是做四个上、下角落B类火灾浓度分布试验火灾时，四个顶火非常难扑灭。

  全氟己酮灭火剂当空间大于100m³和高空间灭火效果，肯定比七氟丙烷灭火剂效果差。大空间和高空间防护区，全氟己酮气体灭火装置（系统）应谨慎设计和采用。