工业维谛UPS电源在化纤厂硫化氢(H2S)腐蚀环境下的应用-维谛精密空调维谛蓄电池
内容提要：石油化工、化纤等工业企业的工业生产过程中，向大气排放含硫化氢(H2S)和二硫化碳(CS2)等有毒气体，会腐蚀电气设备，带来故障隐患。维谛技术(Vertiv)在防止电气设备的硫化氢(H2S)腐蚀方面有丰富经验。本文结合一个在化纤厂的应用案例，详细阐述了工业级维谛UPS电源，通过专业设计，在防止硫化氢(H2S)腐蚀问题的解决之道。关键词：硫化氢(H2S)，腐蚀，工业维谛UPS，分仓通道，铜排镀锡，三防漆，维谛技术维谛精密空调(Vertiv)
1．硫化氢(H2S)有害气体的产生化学纤维生产，是解决人们日常生活必不可少的穿衣、食品包装等的一件大事。在生产化纤时向大气排放含硫化氢(H2S)和二硫化碳(CS2)等有毒气体。粘胶纤维是一种能与天然纤维和合成纤维相媲美的性能优异的再生纤维，CS2是生产粘胶纤维的主要原料之一，其生产过程中的H2S的排放及腐蚀问题
也很突出。
维谛UPS在原液、纺丝、酸站、后处理等生产工序均有H2S、CS2排出，主要废弃排放源中H2S、CS2的质量浓度参考表1。
2.硫化氢(H2S)的腐蚀性危害
硫化氢H2S在干燥的状态下腐蚀很小，几乎可以忽略。但是在环境因素（H2S浓度、温度、PH值、水和其它介质）、材料因素（非金属夹杂物、合金元素、应力）等的影响下，腐蚀情况十分复杂。硫化氢H2S的腐蚀类型主要有电化学失重腐蚀、氢脆和应力腐蚀破裂三种。各种腐蚀形式相互促进，最终导致材料厚度迅速减薄或材料开裂，进而引起设备失效。电气设备及内部元器件中，多有这些材料的应用，如金属材料铁、铜、银、金、镍、锌、锡、铝和PVC绝缘材料等，它们对H2S的耐腐蚀能力不一样
（见表2）。在考虑环境因素的同时，还需要从内部所用的材料因素，寻求有针对性的防护措施才行。
表2电气设备的材料特点和防腐能力工业应用的维谛UPS电源，是为控制室计算机和仪表系统（多为单相负载）供电的重要电气设备，一旦被腐蚀引起故障或断电，可能引起生产事故。商业应用的通用型维谛UPS运行在此环境中，由于易受腐蚀，故障频率极高，寿命大为缩短。有些化纤厂甚至把维谛UPS电源当作了易耗类设备，采购多台备用，基本一年左右就要把旧维谛UPS换掉，但故障隐患并没有根本消除。
唐山三友集团是全国化纤和纯碱行业的大型企业，下辖13个子公司，位列2019年中国化工企业500强第87位。唐山三友远达纤维有限公司继28万吨/年粘胶短纤维项目投产后，又开始建设20万吨/年功能性、差别化粘胶短纤维项目，拟采购3套共6台30kVA的不间断电源，特别要求“优质、高可靠性的工业级进口品牌维谛UPS”，“IP防护等级必须达到IP21,具有防滴水功能；里面所有的PCB板都需要有防水涂覆处理，尤其重要的是：要满足化纤公司防腐技术要求，能耐CS2、H2S(10mg/m3)腐蚀，供方在投标时应针对需方环境条件提供书面的特殊防腐处理方案和措施，在设备交货时提供特殊防腐处理的文件书。”
维谛技术(Vertiv)凭借品牌和技术实力，特别是应对各种复杂工业环境方面的定制能力、专业性、丰富经验，提供的Vertiv工业级维谛UPS电源方案被客户选定应用于此项目。此项目的Vertiv的工业维谛UPS
电源定制解决方案见表3。
表3维谛技术(Vertiv)工业维谛UPS电源电源防腐定制解决方案4.硫化氢H2S防腐腐蚀，维谛技术(Vertiv)的专业应对之道
4.1分仓通道结构设计，优化内部气流组织和通风效率
Vertiv工业级维谛UPS的柜体及其支撑部件，全部采用优质碳钢镀锌钢板，有了镀锌层的防护，这些钣金件耐腐蚀性能提高。
维谛UPS电源内部元器件的布局，采用通风方式更加合理的分仓通道结构设计（见图1，分仓通道优化通风设计示意图），根据散热量的不同，预装式的功能单元像搭积木一样，合理布局在前仓和后仓，有效降低整体温升，元器件运行在舒适区，提高系统可靠性和可维护性。如图1所示，发热较大的隔离变压器、功率器件的铝制散热器布置在后仓，热量垂直向上排出；功能单元模组如整流器、逆变器、静态开关及其电容器，操作开关和接口连接等，布置在前仓，便于用户前部检修和维护；顶部为N+1冗余风扇，确保热量快速流出；
特别地，包含精密器件的电路板布置在前部的可轴动打开的相对封闭的小室内，更不易受到灰尘、流体或腐蚀气体的侵蚀。
图1分仓通道优化通风示意图
4.2铜排镀锡，构筑防止H2S腐蚀的又一道屏障不忽视小小的螺栓螺母，它们也采用镀锌处理的。铜排、电力连接铜排、母线排、接地铜排，全都经过了表面镀锡处理（见图2），切断硫化氢H2S与铜排表面接触和反应的机会。
图2铜排镀锡前后对比图
4.3PVC绝缘护套电缆，裸露铜丝和端头镀锡处理，电流通行无阻PVC绝缘护套自然具有抵抗硫化氢H2S腐蚀的能力。裸露出铜丝的连接部分就要进行镀锡处理
（对比图见图3），镀锡的防护层既能防止腐蚀，又增加导电性能。
图3PVC电缆接头镀锡前后对比图
4.4电路板PCB双面三防漆防护，抵御H2S腐蚀的杀手锏
电路板上布满着精密的电子器件和处理芯片，是维谛UPS电源正常工作的大脑，岂能被H2S侵蚀！布置在封闭小室内还不足够，电路板的双面还要做三防漆涂层防护，此项目的涂层厚度达50微米。有了三防漆防护，消除可能产生的漏电、电弧放电、腐蚀及液体入侵。
图4，为PCB电路板的三防漆防护处理的前后效果对比图。
图4PCB电路板三防漆处理
5结束语
石油化工、化纤厂、水处理厂等工业环境中，广泛存在硫化氢H2S腐蚀问题。工业维谛UPS，是保证这些企业的控制室计算机和仪表系统不间断供电的重要设备，必须要有应对的防腐蚀措施。维谛技术维谛精密空调(Vertiv)的工业维谛UPS电源，在柜体结构、材料因素（包含镀锌钢板、铜排镀锡、电路板三防漆处理）等方面专业设计，对硫化氢(H2S)的腐蚀进行了有效防护。在实际应用中，维谛技术(Vertiv)工业维谛UPS的可靠性，也得到了客户普遍认可。
参考文献：
李占臣,王鑫，粘胶纤维生产废气中CS2、H2S的产生及治理技术探讨，人造纤维，2005。
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