一种大功率宽电压叠层电压控制加热器的制作方法

1.本发明涉及大功率宽电压叠层电压控制加热器技术领域，具体为一种大功率宽电压叠层电压控制加热器。


背景技术：

2.钢铁工业是国民经济的重要基础产业，但也是碳排放的主要来源。为实现低碳排放30％，对钢铁企业更高技术要求。高炉还原势煤气循环工艺可以降低能耗、减少二氧化碳排放。目前，钢铁行业还原势煤气大多采用天然气加热方法，产生大量二氧化碳导致二次污染。“绿电加热”能实现还原势煤气加热工艺流程二氧化碳零排放。因此，还原势煤气循环高炉技术+“绿电加热”技术是行业的发展趋势。
3.目前，在电力系统的运行过程中，电压控制器能够调节电力系统的电压使其变化不超过规定的允许范围内，超大型还原势煤气电加热装备电源功率高，导致宽电压调功难、功率因数低的难题，单层加热器功率无法达到16mw，无法能够保证电力系统的稳定水平及各种电力设备和电器的安全、经济的运行。


技术实现要素：

4.针对上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，通过整流变压控制器和功率控制器对对每层加热控制器进行电压和功率控制，实现低压档晶闸管过零控制，高压档晶闸管移相控制，实现高功率因数和低谐波控制。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，包括加热控制器，所述加热控制器包括加热装置、顶层支持板以及四层或五层支持板，且所述加热控制器通过所述支持板被分成四层或五层叠层结构，所述加热装置由第一加热管、第二加热管等10多根加热管组成，且所述加热管首尾端分别与设有的底连接板与顶连接板相连，且所述加热管上分别设有齿冠状衬套和内衬环，并通过所述齿冠状衬套和所述内衬环对所述加热管进行固定和密封，通过叠层结构将加热腔分成四层或五层结构，所述加热管也分成对应分层结构，进而实现对加热腔体内部每层加热控制器逐步对加热腔进行加热，并通过将电压控制器宽电压分配为对应个叠层晶体管加热元件的自动调节，实现大功率宽电压范围的分配。
6.优选的，所述顶层支持板和若干所述支持板分别均设有支持板组件结构，用于固定固定所述加热管。
7.优选的，所述顶层支持板还设有垫片以及第一固定组件，通过所述第一固定组件将所述垫片固定在所述支持板组件结构上。
8.优选的，所述顶层支持板上的所述支持板组件结构设有孔桩结构，所述孔桩结构设有垫片，所述垫片上设有螺丝孔，并通过设有的螺柱以及螺母将所述垫片固定到支持板组件结构上。
9.优选的，所述垫片结构内部设有绝缘垫圈和弹簧垫圈，并通过所述绝缘垫圈和所
述弹簧垫圈直接接触所述加热管。
10.优选的，所述顶层支持板和所述每层的支持板上分别设有拉杆，并通过所述拉杆对整个所述加热控制器进行提拉。
11.优选的，若干个所述拉杆分别通过设有的第二固定组件固定在所述顶层支持板和每层的所述支持板上，所述第二固定组件包括楔子和垫板，通过所述楔子与所述垫板将所述拉杆分别固定在所述顶层支持板和每层的所述支持板上。
12.优选的，所述顶层支持板一侧分别设有l线纵向引出板和l线横向引出板，所有的所述加热管的火线通过所述l线纵向引出板导出，且所有的所述加热管的零线通过所述l线横向引出板导出，并将所述l线纵向引出板和所述l线横向引出板一起链接到所述顶层支持板上设有的汇流板的火线端和零线端，并通过所述顶层支持板上设有的直角引出板将回流后的导线导出设备，并接触外电路。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果：
14.1、本发明中，电压控制器将宽电压分配为4叠层或5叠层，通过对低压档晶闸管过零控制，高压档晶闸管移相控制，实现高功率因数≥90％和低谐波控制≤15％的效果。
15.2、本发明中，通过叠层设计的结构把加热腔分成4-5个分层结构，加热器热管也分成4-5个分层结构，使加热器热管不容易形变。
附图说明
16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
17.在附图中：
18.图1是本发明五级叠层移相电源设计原理图；
19.图2是本发明组装五级叠层加热器的结构示意图；
20.图中标号：1、第一加热管；2、底连接板；3、齿冠状衬套；4、支持板组件结构；5、第一拉杆；6、第二拉杆；7、内衬环；8、楔子；9、垫板；10、第三拉杆；11、第四拉杆；12、垫片；13、螺柱；14、螺母；15、绝缘垫圈；16、弹簧垫圈；17、l线纵向引出板；18、l线横向引出板；19、第二加热管；20、顶连接板；21、汇流板；22、直角引出板、23、第五拉杆；24、顶层支持板。
具体实施方式
21.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
22.实施例：如图2所示，一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，包括加热控制器，所述加热控制器包括加热装置、顶层支持板24以及五层支持板(1#支持板、2#支持板、3#支持板、4#支持板、5#支持板)，支持板主要是分成五级加热并起到支撑作用，且所述加热控制器通过所述支持板被分成五个叠层结构，所述加热装置包括若干根加热管，所述加热管包括第一加热管1、和第二加热管19，均起到加热作用，且所有加热管首尾端分别与设有的底连接板2与顶连接板20相连，且所述加热管上分别设有齿冠状衬套3和内衬环7，并通过所述齿冠状衬套3和所述内衬环7对所述加热管进行固定和密封，其中，顶层支持板24和若干所述支持板分别均设有支持板组件结构4，用于固定固定所述加热管；所述顶层支持板24还设有
垫片12以及第一固定组件，通过所述第一固定组件将所述垫片12固定在所述支持板组件结构4上；所述顶层支持板24上的所述支持板组件结构4设有孔桩结构，所述孔桩结构设有垫片12，所述垫片12上设有螺丝孔，并通过设有的螺柱13以及螺母14将所述垫片12固定到支持板组件结构4上；所述垫片12结构内部设有绝缘垫圈15和弹簧垫圈16，并通过所述绝缘垫圈15和所述弹簧垫圈16直接接触所述加热管，其中齿冠状衬套3、内衬环7、垫片12、螺柱13、螺母141、绝缘垫圈15、弹簧垫圈16都是起密封固定作用，通过叠层结构将加热腔分成五层结构，所述加热管也分成对应五层结构，进而实现对加热腔体内部每层加热控制器逐步对加热腔进行加热，并通过将电压控制器宽电压分配为对应五个叠层晶体管加热元件的自动调节，实现大功率宽电压范围的分配。
23.其中，顶层支持板24和所述每层的支持板上分别设有拉杆，拉杆包括第一拉杆5、第二拉杆6、第三拉杆10、第四拉杆11以及第五拉杆23，并通过所述拉杆对整个所述加热控制器进行提拉，用于设备保养、每层加热器支撑固定作用；若干个所述拉杆分别通过设有的第二固定组件固定在所述顶层支持板24和每层的所述支持板上，所述第二固定组件包括楔子8和垫板9，通过所述楔子8与所述垫板9将所述拉杆分别固定在所述顶层支持板24和每层的所述支持板上；顶层支持板24一侧分别设有l线纵向引出板17和l线横向引出板18，所有的所述加热管的火线通过所述l线纵向引出板17导出，且所有的所述加热管的零线通过所述l线横向引出板18导出，并将所述l线纵向引出板17和所述l线横向引出板18一起链接到所述顶层支持板24上设有的汇流板21的火线端和零线端，并通过所述顶层支持板24上设有的直角引出板22将回流后的导线导出设备，并接触外电路；外电路是10kv高压电，通过10kv开关柜、对加热管进行电加热；通过整流变压控制器和功率控制器对每层加热控制器进行电压和功率控制。
24.整套系统分为五级，每一级都有加热管、支持板组件结构4、拉杆、楔子8、垫板9组成；最底层设计齿冠状衬套3以及内衬环7；最顶层设计垫片12、螺柱13、螺母14、绝缘垫圈15、弹簧垫圈16、l线纵向引出板17、l线横向引出板18、顶连接板20、汇流板21、直角引出板22、拉杆23以及顶层支持板24；由于加热腔体积很大，直径大于2米，长度大于5米，里面的加热器热管设计长度也要大于5米，否则造成加热不均匀，通过叠层设计的结构将加热腔分成4-5个分层结构，加热器热管也分成4-5个分层结构，避免加热器热管发生形变；在加热腔体内部每层加热器逐步对加热腔进行加热，类似火箭推进器原理，单台加热功率最高可达16mw，将电加热装备宽电压分配为4叠层或5叠层逐步实现1400℃高温，分档抽头控制，将负载电阻的电压区间低压档和高压档，低压档采用晶闸管过零控制，高压档采用晶闸管移相控制如图1所示。并通过加热元件的自动调节，实现大功率宽电压范围的功率控制器的设计，以解决高温加热系统的温度调控与大功率电源功率分配问题，确保调节连续平滑，电源冲击小，减小对电网、变压器和负载的冲击，提高设备的使用寿命。实现低压档晶闸管过零控制，高压档晶闸管移相控制，实现高功率因数(≥90％)和低谐波控制(≤15％)。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，包括加热控制器，其特征在于：所述加热控制器包括加热装置、顶层支持板以及若干层支持板，且所述加热控制器通过所述支持板被分成若干叠层结构，所述加热装置包括若干根加热管，且所述加热管首尾端分别与设有的底连接板与顶连接板相连，且所述加热管上分别设有齿冠状衬套和内衬环，并通过所述齿冠状衬套和所述内衬环对所述加热管进行固定和密封，通过叠层结构将加热腔分成若干层结构，所述加热管也分成对应分层结构，进而实现对加热腔体内部每层加热控制器逐步对加热腔进行加热，并通过将电压控制器宽电压分配为对应个叠层晶体管加热元件的自动调节，实现大功率宽电压范围的分配。2.根据权利要求1所述的一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，其特征在于：所述顶层支持板和若干所述支持板分别均设有支持板组件结构，用于固定固定所述加热管。3.根据权利要求2所述的一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，其特征在于：所述顶层支持板还设有垫片以及第一固定组件，通过所述第一固定组件将所述垫片固定在所述支持板组件结构上。4.根据权利要求3所述的一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，其特征在于：所述顶层支持板上的所述支持板组件结构设有孔桩结构，所述孔桩结构设有垫片，所述垫片上设有螺丝孔，并通过设有的螺柱以及螺母将所述垫片固定到支持板组件结构上。5.根据权利要求4所述的一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，其特征在于：所述垫片结构内部设有绝缘垫圈和弹簧垫圈，并通过所述绝缘垫圈和所述弹簧垫圈直接接触所述加热管。6.根据权利要求1所述的一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，其特征在于：所述顶层支持板和所述每层的支持板上分别设有拉杆，并通过所述拉杆对整个所述加热控制器进行提拉。7.根据权利要求6所述的一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，其特征在于：若干个所述拉杆分别通过设有的第二固定组件固定在所述顶层支持板和每层的所述支持板上，所述第二固定组件包括楔子和垫板，通过所述楔子与所述垫板将所述拉杆分别固定在所述顶层支持板和每层的所述支持板上。8.根据权利要求1所述的一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，其特征在于：所述顶层支持板一侧分别设有l线纵向引出板和l线横向引出板，所有的所述加热管的火线通过所述l线纵向引出板导出，且所有的所述加热管的零线通过所述l线横向引出板导出，并将所述l线纵向引出板和所述l线横向引出板一起链接到所述顶层支持板上设有的汇流板的火线端和零线端，并通过所述顶层支持板上设有的直角引出板将回流后的导线导出设备，并接触外电路。

技术总结
本发明公开了一种大功率宽电压叠层电压控制加热器，包括加热控制器，加热控制器包括加热装置、顶层支持板以及若干层支持板，且加热控制器通过支持板被分成若干叠层结构，加热装置包括若干根加热管，且加热管首尾端分别与设有的底连接板与顶连接板相连，且加热管上分别设有齿冠状衬套和内衬环，并通过齿冠状衬套和内衬环对加热管进行固定和密封，通过叠层结构将加热腔分成若干层结构，加热管也分成对应分层结构，进而实现对加热腔体内部每层加热控制器逐步对加热腔进行加热，并通过将电压控制器宽电压分配为对应个叠层晶体管加热元件的自动调节，通过对低压档晶闸管过零控制，高压档晶闸管移相控制，实现高功率因数和低谐波控制。制。制。


技术研发人员：徐昆仑 杨萍 冯超
受保护的技术使用者：镇江东方电热有限公司
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/9/20