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燃燒器電加熱器控制方式的改進

文檔作者：黃平，熊小明，王秀全文檔來源：中國石化管道儲運分公司洪荊輸油處		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月29日
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[摘要]
關(guān)鍵詞
0 引言
技術(shù)交流
燃燒器電 加熱 器控制方式的改進
黃 平，熊小明，王秀全
(中國石化管道儲運分公司洪荊輸油處，湖北荊門448000)
分析電加熱器用接觸器觸點發(fā)生粘連的問題。從技術(shù)、經(jīng)濟及工程施工難易程度方面進行方案比較，
提出使用無觸點開關(guān)元件的改造方案。實施改造后，運行情況良好。
電弧觸頭粘連雙向可控硅電加熱溫控
百得燃燒器是意大利Baltur公司生產(chǎn)的一體化燃
燒器，具有高效節(jié)能、使用安全、自動化程度高等特
點。隨著數(shù)字化輸油管道建設(shè)的不斷推進，百得燃燒
器在各條管線的加熱爐、鍋爐上得到廣泛應(yīng)用。電加
熱器的作用是給重油加熱， 以保證重油有良好的霧化
效果，在燃燒時能夠充分燃燒。控制加熱器工作的接
觸器出現(xiàn)問題的幾率一般很小，但它又局限于其自身
的物理特性，易發(fā)生觸點粘連現(xiàn)象。
1故障現(xiàn)象及原因分析
2008年4月，某輸油站司爐工在點爐后發(fā)現(xiàn)燃燒
爐并沒有正常燃燒。通過對燃燒爐進行全面檢查，發(fā)
現(xiàn)加熱桶已輕微變形， 高溫重油正從裂縫中滲出。在
電工對有關(guān)控制元件進行詳細檢查后， 發(fā)現(xiàn)控制加熱
器的接觸器KR1(如圖1所示)的觸點已經(jīng)熔化粘死。
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}’U3一加熱器保險：KR1一加熱器接觸器；MS30～ 電加熱溫控；Rsl～ 加熱器
加熱管；H4 I～ 加熱器指示燈泡，B一測溫電阻
圖1百得燃燒器電加熱桶加熱器原電氣控制圖
粘連原因分析：當加熱桶中的重油溫度低于設(shè)定
溫度時，MS30的13—14觸點就會閉合，KR1線圈得
電，主觸點閉合， 電加熱器通電工作，油溫升高； 當
油溫升至或超過設(shè)定溫度時，MS30的13-14觸點就會
斷開， KR1線圈失電，主觸點斷開，電加熱器失電。
在此過程中接觸器KR1的主觸點必然會因切斷電加熱
器工作電流(30A)而產(chǎn)生電弧， 進而導(dǎo)致主觸點被氧
收稿日期：2009—05—25
64『WWW chinaet net I電工技術(shù)
化、灼傷，使閉合時的接觸電阻增大， 通電時觸點過
熱，最終將導(dǎo)致觸頭熔化直至粘連。至此，接觸器不
再受MS30的控制，加熱器一直得電工作，油溫也就
持續(xù)上升。其結(jié)果是， 輕者造成重油炭化，堵塞油路
和油嘴，致使燃燒異常；重者導(dǎo)致加油桶中重油因高
溫膨脹而出現(xiàn)油桶破損、油溢出現(xiàn)象。
2 改進方案比較
2．1有觸點法
針對觸點出現(xiàn)粘連的原因，我們首先想到的是如
何增強接觸器抗電弧灼傷能力以及如何提高接觸器分
斷電弧的能力。
(1)增容法。
使用主觸點容量更大的接觸器， 以此提高觸點抗
電弧的灼燒性能，延緩乃至抑制觸點出現(xiàn)粘連。由于
主觸點的接通與分斷能力與主觸點的額定工作電流成
正比，因此只要將原接觸器更換成額定電流大一個等
級的接觸器就可以了 ]。
其優(yōu)點是：提高了接觸器分斷電弧的能力；不需
要修改電路。
其缺點是：接觸器的容量等級增加，造成其體積
也相應(yīng)增加，但由于原接觸器安裝空間有限，此措施
無法采用。
(2)串聯(lián)法。
通過在原主觸點的基礎(chǔ)上再串聯(lián)一組主觸點， 當
達到設(shè)定溫度，接觸器動作時，2對主觸點同時動作，
將電弧分割成幾個串聯(lián)的電弧，使每個觸點端口上的
電弧電壓降低，電弧更易熄滅，從而提高接觸器的滅
弧能力，延緩乃至抑制觸點出現(xiàn)粘連 ]。
其優(yōu)點是：與原電路相比，觸點的滅弧能力提高2
倍，且不受安裝空間的限制； 成本幾乎沒有任何增
加；不需要改動電路。
考慮到消除粘連的重要性，我們決定將這兩種方
法合二為一， 即將原接觸器更換成更大容量接觸器的
同時， 主回路也采用串觸點的方法。在1臺爐子上安
裝試運3個月后，對接觸器的各部分進行詳細的檢
查，發(fā)現(xiàn)其6個主觸點還是存在不同程度的灼傷痕
跡。也就是說，接觸器在分斷電流時產(chǎn)生的電弧對觸
技術(shù)交流
點的影響沒有從根本上消除，并不能徹底解決潛在的
觸點粘連問題。
2．2 無觸點法
晶閘管交流開關(guān)是一種比較理想的快速的交流開
關(guān)，因為其主回路甚至包括控制回路都沒有觸點及可
動的機械機構(gòu)，所以不存在電弧、觸點磨損和熔焊等
問題。因此可以用無觸點開關(guān)一晶閘管可控硅來替
代有觸點的接觸器。加熱桶溫控晶閘管控制電路如圖2
所示。當開關(guān)撥到“自動”位置時， 油溫就能自動保
持在給定溫度。若油溫低于給定溫度，MS30的13—14
觸點閉合，小雙向晶閘管VT4觸發(fā)導(dǎo)通，繼電器KA
得電，使主電路中雙向晶閘管VT1～VT3導(dǎo)通，加熱
器加熱管接人交流電源， 油溫上升。若油溫到達給定
溫度，MS30的13-14觸點斷開，VT4關(guān)斷，繼電器
KA失電，雙向晶閘管VTl～VT3在電壓過零時自動
關(guān)斷，加熱器加熱管斷電，油溫下降。因此油溫在給
定溫度范圍附近小范圍內(nèi)波動。
I
圖2更換成可控硅后的加熱桶電氣控制線路
其優(yōu)點是：與有觸點接觸器控制電路相比，晶閘
管控制電路僅在門極控制電路中使用了觸點元件，而
門極電路的工作電壓低(<10V)、工作電流(觸發(fā)電流)
極小(~200mA)，在工作期間，整個電路是不會產(chǎn)生
電弧的。這就從根本上消除電弧對觸點的影響， 徹底
解決潛在的觸點粘連問題。
其缺點是：成本大幅增加；必須另辟空間安裝新
增加的元器件。
3 技術(shù)改造方案
通過比較兩種改進方案，本次改造選用無觸點法。
3．1大雙向晶閘管
大雙向晶閘管的選型主要考慮以下幾方面。
(1)額定通態(tài)電流。為保證晶閘管在長期的工作中
結(jié)溫不超過額定結(jié)溫，只需使其額定通態(tài)電流不小于
負載額定工作電流即可。由于負載額定工作電流為
30A，查晶閘管參數(shù)，取額定通態(tài)電流為50A。
(2)額定電壓。由于晶閘管的額定電壓是瞬時值，
若超過反相擊穿電壓，就會造成元件永久性損壞；若
超過正相轉(zhuǎn)折電壓，元件就會誤導(dǎo)通。同時元件的耐
壓還會隨著結(jié)溫升高或散熱條件惡化而下降。因此，
我們選擇晶閘管的額定電壓為元件在工作電路中可能
承受到的最大瞬時電壓的2～3倍。當3只晶閘管沒有
同時導(dǎo)通時，最后導(dǎo)通的雙向晶閘管將承受線電壓，
故有：
U 一(2～3)×√2×380V=1 074．64～1 611．96V。取
額定電壓為1 600V，查表為16級。
(3)斷態(tài)電壓臨界上升率和換向電流臨界下降率。
為了工作的安全和選型方便起見， 我們選擇最大等
級，分別為5級和1級。
綜上所述，大雙向晶閘管VT1～ VT3的型號為
K$50—16-51。
3．2小雙向晶閘管
由于小雙向晶閘管所控制的負載為繼電器，工作
電路的額定電壓為220V， 故小雙向晶閘管VT4的型
號選為KS10-9—51。
3．3 門極限流電阻
門極限流電阻為：
R一等
式中， ； 為雙向晶閘管的第二陽極與門極之間的峰
值電壓； 為雙向晶閘管控制極的允許峰值電流。
查表得 一10V， I j 一3～200mA，故R一5O～
333Q。考慮到限流電阻選得過大時，需要有較大的本相
觸發(fā)電壓才能使元件導(dǎo)通，因而元件的導(dǎo)通將滯后，負
載波形“缺角”顯著增加，加熱效率降低，取R =
100 。
3．4 KA的選擇
由于KA僅用于控制電路，觸點也只用于晶閘管
的門極電路，因此KA選擇額定工作電壓為220V 的
JZ15-44中間繼電器。
4 改造效果
為驗證電路的有效性和所選元件參數(shù)的正確性，我
們制作好控制電路后，用白熾燈替代電加熱器，并將測
溫電阻置于溫度可調(diào)的水中，通過控制水溫來控制白熾
燈的熄滅。觀察表明， 白熾燈的熄滅與MS30的13-14
觸點的動作是同步的。這表明晶閘管控制電路是可靠
的，元件型號的選用是有效的。隨后我們將其安裝在燃
燒器上，運行2個月未出現(xiàn)問題。
參考文獻
E13盧文鵬，吳佩雄．發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備[M]．水利電力
出版社，1993
[2]鄭中杰．晶閘管變流技術(shù)[M]．機械工業(yè)出版社，1993
(編輯楊正君)
電工技術(shù)l 2009 l 10期l65

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