七氟丙烷困境：蒙特利尔议定书-基加利修正案，影响分析

石峥嵘：解读《蒙特利尔议定书-基加利修正案》对七氟丙烷灭火剂的影响，梳理应用现状与替代技术，为行业发展提供参考！

（1）依据《基加利修正案》，2024年始削减七氟丙烷，并将逐步淘汰。但短期内对七氟丙烷的影响有限，不影响设计应用。

（2）实际应用中，应积极响应政策要求，推动七氟丙烷替代品的应用。    

（3）超细干粉不能视为七氟丙烷的替代品，不能应用于需要设置气体灭火的场所。

（4）七氟丙烷替代品主要有惰性气体、全氟己酮、细水雾灭火系统。

要点1：七氟丙烷、哈龙（1211、1301）与《蒙特利尔议定书》《基加利修正案》。

（1）《蒙特利尔议定书》与哈龙灭火剂（1211、1301）。

《保护臭氧层维也纳公约》缔结于1985 年,是全球保护臭氧层行动的重要法律基础。《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》）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。

七氟丙烷作为哈龙灭火剂（1211、1301）的替代品（过渡替代），具备清洁高效、储存压力低等优点，在过去的20多年中得以广泛应用，成为市场占比最大的气体灭火剂。

（2）《基加利修正案》与七氟丙烷、六氟丙烷、三氟甲烷。

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，以下简称HFCs）。HFCs是一类人工合成的强效温室气体，涉及汽车空调、家用制冷、工商制冷、消防、泡沫、气雾剂等行业。《基加利修正案》管控18种HFCs，其中包括气体灭火剂七氟丙烷(HFC-227ea)、六氟丙烷（HFC-236fa）和三氟甲烷（HFC-23）。六氟丙烷和三氟甲烷已极少作为灭火剂使用，不在本文缀述。

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，七氟丙烷灭火剂将被限额生产。

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）。

要点2：《蒙特利尔议定书》和《基加利修正案》对气体灭火系统的影响。

《蒙特利尔议定书》已经淘汰了哈龙灭火剂（1211、1301），《基加利修正案》自2024年始削减七氟丙烷，并将其逐步淘汰。

从2024年开始，我国每年发布《年度氢氟碳化物（HFCs）生产配额核发表》，所有生产HFCs的企业，其产能均不得超过生产配额，其中包括七氟丙烷灭火剂。也就是说，所有生产七氟丙烷灭火剂的企业，其年度最高产量是有限定的，且将不断减少，并将于2045年趋于终止。

在目前的气体灭火系统中，七氟丙烷的占有量最大。《基加利修正案》削减七氟丙烷产量，必定对气体灭火系统的选型应用造成影响，加速升级替代。

需要说明的是，对于已经应用的七氟丙烷灭火系统，并不受《基加利修正案》限制，可按相关规定进行维护保养，不影响正常使用。

要点3：短期内，《基加利修正案》对七氟丙烷的影响有限，仍可设计应用。

根据《基加利修正案》的HFCs削减时间表，至2029年，HFCs削减量仅为10%。可以认为，在3至5年内，七氟丙烷应用将不受明显影响。

原则上，七氟丙烷仍可正常设计应用，但是，七氟丙烷被淘汰是必然趋势，实际应用中，应积极响应政策要求，推动七氟丙烷替代品的应用。

要点4：七氟丙烷替代品：惰性气体、全氟己酮、细水雾灭火系统。

七氟丙烷系统的替代系统主要有惰性气体（IG541、IG100等）、全氟己酮和细水雾等灭火系统，分述如下：

（一）惰性气体灭火系统（IG541、IG100等）。

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）全氟己酮灭火系统。    

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，是呼声较高的七氟丙烷灭火剂替代物。

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。

（三）高压细水雾灭火系统。

细水雾灭火系统以水为灭火介质，使用特殊喷嘴、通过高压喷水产生水微粒。按压力范围分类，细水雾灭火系统可分为高压、中压和低压系统。在部分场所中，高压细水雾灭火系统可替代七氟丙烷灭火系统。

细水雾灭火系统具有高效、环保、水渍损失小，适用范围较广等优点，可替代七氟丙烷灭火系统。但细水雾灭火系统的水渍影响客观存在，并不适用于超洁净要求的精密设备机房。

要点5：超细干粉不能视为七氟丙烷的替代品，不能应用于需要设置气体灭火的场所。

超细干粉灭火系统不能作为七氟丙烷灭火系统的替代系统。说明如下：

（1）干粉灭火的应用并无法规依据，现行标准并不支持干粉灭火系统的应用。

按照消防技术规范体系的适应原则，消防设施的设置场所由防火类规范或专业规范确定，消防设施的设计施工及验收要求由系统类技术标准确定。《建筑设计防火规范（2018年版）》GB 50016—2014明确了自动喷水灭火系统、气体灭火系统、水喷雾灭火系统等自动灭火系统的应用场所，但并未明确干粉灭火系统的应用场所。而且，该规范指出“如在有的场所空间很大，只有部分设备是主要的火灾危险源并需要灭火保护，或建筑内只有少数面积较小的场所内的设备需要保护时，可对该局部火灾危险性大的设备采用火探管、气溶胶、超细干粉等小型自动灭火装置进行局部保护，而不必采用大型自动灭火系统保护整个空间的方法”。也就是说，《建筑设计防火规范》明确指出超细干粉仅限于小空间的局部保护，不能作为大型自动灭火系统。注：《干粉灭火系统设计规范》GB 50347属于系统类技术标准，不能作为系统类别的选型依据。

尤其是，干粉灭火装置难以满足《消防设施通用规范》GB55036第9.0.8条规定，容易被判违反强条。

（2）干粉灭火无法保证足够的浸渍时间，无法满足火灾扑救要求。

由《气体灭火系统设计规范》GB 50370可知，通讯机房、电子计算机房等防护区，以及其他固体表面火灾等，均需保证一定的浸渍时间要求，以确保灭火效果并防止火灾复燃。而干粉灭火系统采用一过性喷射方式，干粉灭火剂属于固体粉未，喷放后较快沉降，很难保证灭火浸渍时间，无法形成有效保护。

（3）干粉灭火系统喷放后无法有效清洁，残留粉末影响设备运行。

干粉灭火系统喷放后，干粉粉末将沉积在地板和设备表面，当沉积在设备内部或电线电缆缝隙时，难以清扫，影响设备散热，吸湿后的干粉更可能导致意外风险。干粉灭火系统尤其不宜应用于电子设备的保护场所。

（4）干粉灭火系统不适用于设备内部火灾。

众多实验表明，干粉灭火系统难以扑救设备内部火灾、电缆隧道（管沟）火灾。其主要原因是干粉灭火剂喷放后沉降较快，弥漫性能差，难以在设备内部和电线电缆缝隙等部位形成有效灭火浓度，更无法满足浸渍时间要求。

不同于气体灭火剂，干粉灭火剂属于固体微粒，即使是超细干粉灭火剂，也仅是粒径不大于15μm的固体粉末；干粉灭火剂喷放后易沉降，弥漫性能差，容易被遮挡，难以满足均匀一致的灭火浓度要求，更无法满足浸渍时间要求。

因此，干粉灭火系统（装置）不宜应用于可能发生设备内部火灾的场所，不应应用于深位火灾场所，也不宜应用于电缆沟、电缆隧道等场所。

（5）综上可知，超细干粉不能视为七氟丙烷的替代品，不能应用于需要设置气体灭火的场所。参见专题：应用误区| 干粉灭火系统（装置）

附录：一图读懂《基加利修正案》

    以下内容引自国家生态环境部网站：