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燃烧器电加热器控制方式的改进

文档作者：黄平，熊小明，王秀全文档来源：中国石化管道储运分公司洪荆输油处		点击数：	更新时间： 2025年09月29日
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[摘要]
关键词
0 引言
技术交流
燃烧器电 加热 器控制方式的改进
黄 平，熊小明，王秀全
(中国石化管道储运分公司洪荆输油处，湖北荆门448000)
分析电加热器用接触器触点发生粘连的问题。从技术、经济及工程施工难易程度方面进行方案比较，
提出使用无触点开关元件的改造方案。实施改造后，运行情况良好。
电弧触头粘连双向可控硅电加热温控
百得燃烧器是意大利Baltur公司生产的一体化燃
烧器，具有高效节能、使用安全、自动化程度高等特
点。随着数字化输油管道建设的不断推进，百得燃烧
器在各条管线的加热炉、锅炉上得到广泛应用。电加
热器的作用是给重油加热， 以保证重油有良好的雾化
效果，在燃烧时能够充分燃烧。控制加热器工作的接
触器出现问题的几率一般很小，但它又局限于其自身
的物理特性，易发生触点粘连现象。
1故障现象及原因分析
2008年4月，某输油站司炉工在点炉后发现燃烧
炉并没有正常燃烧。通过对燃烧炉进行全面检查，发
现加热桶已轻微变形， 高温重油正从裂缝中渗出。在
电工对有关控制元件进行详细检查后， 发现控制加热
器的接触器KR1(如图1所示)的触点已经熔化粘死。
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P．1．D I ON—OFF MS30
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}’U3一加热器保险：KR1一加热器接触器；MS30～ 电加热温控；Rsl～ 加热器
加热管；H4 I～ 加热器指示灯泡，B一测温电阻
图1百得燃烧器电加热桶加热器原电气控制图
粘连原因分析：当加热桶中的重油温度低于设定
温度时，MS30的13—14触点就会闭合，KR1线圈得
电，主触点闭合， 电加热器通电工作，油温升高； 当
油温升至或超过设定温度时，MS30的13-14触点就会
断开， KR1线圈失电，主触点断开，电加热器失电。
在此过程中接触器KR1的主触点必然会因切断电加热
器工作电流(30A)而产生电弧， 进而导致主触点被氧
收稿日期：2009—05—25
64『WWW chinaet net I电工技术
化、灼伤，使闭合时的接触电阻增大， 通电时触点过
热，最终将导致触头熔化直至粘连。至此，接触器不
再受MS30的控制，加热器一直得电工作，油温也就
持续上升。其结果是， 轻者造成重油炭化，堵塞油路
和油嘴，致使燃烧异常；重者导致加油桶中重油因高
温膨胀而出现油桶破损、油溢出现象。
2 改进方案比较
2．1有触点法
针对触点出现粘连的原因，我们首先想到的是如
何增强接触器抗电弧灼伤能力以及如何提高接触器分
断电弧的能力。
(1)增容法。
使用主触点容量更大的接触器， 以此提高触点抗
电弧的灼烧性能，延缓乃至抑制触点出现粘连。由于
主触点的接通与分断能力与主触点的额定工作电流成
正比，因此只要将原接触器更换成额定电流大一个等
级的接触器就可以了 ]。
其优点是：提高了接触器分断电弧的能力；不需
要修改电路。
其缺点是：接触器的容量等级增加，造成其体积
也相应增加，但由于原接触器安装空间有限，此措施
无法采用。
(2)串联法。
通过在原主触点的基础上再串联一组主触点， 当
达到设定温度，接触器动作时，2对主触点同时动作，
将电弧分割成几个串联的电弧，使每个触点端口上的
电弧电压降低，电弧更易熄灭，从而提高接触器的灭
弧能力，延缓乃至抑制触点出现粘连 ]。
其优点是：与原电路相比，触点的灭弧能力提高2
倍，且不受安装空间的限制； 成本几乎没有任何增
加；不需要改动电路。
考虑到消除粘连的重要性，我们决定将这两种方
法合二为一， 即将原接触器更换成更大容量接触器的
同时， 主回路也采用串触点的方法。在1台炉子上安
装试运3个月后，对接触器的各部分进行详细的检
查，发现其6个主触点还是存在不同程度的灼伤痕
迹。也就是说，接触器在分断电流时产生的电弧对触
技术交流
点的影响没有从根本上消除，并不能彻底解决潜在的
触点粘连问题。
2．2 无触点法
晶闸管交流开关是一种比较理想的快速的交流开
关，因为其主回路甚至包括控制回路都没有触点及可
动的机械机构，所以不存在电弧、触点磨损和熔焊等
问题。因此可以用无触点开关一晶闸管可控硅来替
代有触点的接触器。加热桶温控晶闸管控制电路如图2
所示。当开关拨到“自动”位置时， 油温就能自动保
持在给定温度。若油温低于给定温度，MS30的13—14
触点闭合，小双向晶闸管VT4触发导通，继电器KA
得电，使主电路中双向晶闸管VT1～VT3导通，加热
器加热管接人交流电源， 油温上升。若油温到达给定
温度，MS30的13-14触点断开，VT4关断，继电器
KA失电，双向晶闸管VTl～VT3在电压过零时自动
关断，加热器加热管断电，油温下降。因此油温在给
定温度范围附近小范围内波动。
I
图2更换成可控硅后的加热桶电气控制线路
其优点是：与有触点接触器控制电路相比，晶闸
管控制电路仅在门极控制电路中使用了触点元件，而
门极电路的工作电压低(<10V)、工作电流(触发电流)
极小(~200mA)，在工作期间，整个电路是不会产生
电弧的。这就从根本上消除电弧对触点的影响， 彻底
解决潜在的触点粘连问题。
其缺点是：成本大幅增加；必须另辟空间安装新
增加的元器件。
3 技术改造方案
通过比较两种改进方案，本次改造选用无触点法。
3．1大双向晶闸管
大双向晶闸管的选型主要考虑以下几方面。
(1)额定通态电流。为保证晶闸管在长期的工作中
结温不超过额定结温，只需使其额定通态电流不小于
负载额定工作电流即可。由于负载额定工作电流为
30A，查晶闸管参数，取额定通态电流为50A。
(2)额定电压。由于晶闸管的额定电压是瞬时值，
若超过反相击穿电压，就会造成元件永久性损坏；若
超过正相转折电压，元件就会误导通。同时元件的耐
压还会随着结温升高或散热条件恶化而下降。因此，
我们选择晶闸管的额定电压为元件在工作电路中可能
承受到的最大瞬时电压的2～3倍。当3只晶闸管没有
同时导通时，最后导通的双向晶闸管将承受线电压，
故有：
U 一(2～3)×√2×380V=1 074．64～1 611．96V。取
额定电压为1 600V，查表为16级。
(3)断态电压临界上升率和换向电流临界下降率。
为了工作的安全和选型方便起见， 我们选择最大等
级，分别为5级和1级。
综上所述，大双向晶闸管VT1～ VT3的型号为
K$50—16-51。
3．2小双向晶闸管
由于小双向晶闸管所控制的负载为继电器，工作
电路的额定电压为220V， 故小双向晶闸管VT4的型
号选为KS10-9—51。
3．3 门极限流电阻
门极限流电阻为：
R一等
式中， ； 为双向晶闸管的第二阳极与门极之间的峰
值电压； 为双向晶闸管控制极的允许峰值电流。
查表得 一10V， I j 一3～200mA，故R一5O～
333Q。考虑到限流电阻选得过大时，需要有较大的本相
触发电压才能使元件导通，因而元件的导通将滞后，负
载波形“缺角”显著增加，加热效率降低，取R =
100 。
3．4 KA的选择
由于KA仅用于控制电路，触点也只用于晶闸管
的门极电路，因此KA选择额定工作电压为220V 的
JZ15-44中间继电器。
4 改造效果
为验证电路的有效性和所选元件参数的正确性，我
们制作好控制电路后，用白炽灯替代电加热器，并将测
温电阻置于温度可调的水中，通过控制水温来控制白炽
灯的熄灭。观察表明， 白炽灯的熄灭与MS30的13-14
触点的动作是同步的。这表明晶闸管控制电路是可靠
的，元件型号的选用是有效的。随后我们将其安装在燃
烧器上，运行2个月未出现问题。
参考文献
E13卢文鹏，吴佩雄．发电厂变电所电气设备[M]．水利电力
出版社，1993
[2]郑中杰．晶闸管变流技术[M]．机械工业出版社，1993
(编辑杨正君)
电工技术l 2009 l 10期l65

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