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摘要：蓄热电锅炉是一种能够将电能转化为热能储存，用于向热用户采暖或作为其他热能应用的设备，其结构较为简单，热效率却能达到95%左右。近年来由燃煤锅炉构成的供热系统对环境的污染已经成为非常严重的问题。电能是方便、清洁的二次能源，利用电能制热供暖，没有污染，符合环保要求。另一方面随着计算机技术的飞速发展和可编程控制器的广泛应用，这种供热系统可以实现智能化控制，节约人力、物力，节约能源，并可使系统运行在最佳状态。由于电能是二次能源直接用电制热采暖，运行成本相对较高。目前很多电力用户的电费实行分时计费方式，峰谷电价不一样。低谷时的电价只有高峰时的20%—30%。于是蓄能式供热系统应运而生。蓄能式供热系统就是利用电网的低谷电力制热，并将热量储存在蓄热器内，在电网非低谷时利用所储存的热能对外供热，这样就能大大降低运行成本，提高经济效益。
关键词：PLC；蓄能；供热
引言
蓄热电锅炉通过蓄热调峰可以减轻火电机组采暖负荷，提高风力发电利用率，在很大程度上解决了由于风电场“弃风”限电导致的大规模能源损失问题。介绍固体蓄能供热装置的工作原理，分析其经济性及稳定性。通过与天然气对比，阐述蓄热装置生产的特点。
1固体蓄能供热装置工作原理
固体材料蓄热式电锅炉利用特殊配制的固体蓄热材料，将低谷时的电热能储存起来，在用电高峰时放出。特种蓄热材料要求比热大、密度大、耐高温，由于固体蓄热材料耐高温，因此蓄热量可以很大，而不像水压力随温度升高而升高。固体蓄能供热装置是利用相对低廉的平电、谷电，以镍铬发热管为媒介，将电能转化为热能，并以高达750℃的温度将热能储存于一种特殊的固体蓄能合金内，实现“移峰填谷”。在需要热能的时候，通过电脑控制的离心风机，将蓄能合金中储存的热能以热风的形式输出，为生产线提供400℃以下的热风，或者通过装置内部的导热油换热器，用热风循环加热300℃以下的导热油。由于电能是不能储存的，所以夜间电厂所发电力大部分被白白浪费掉，这是全球面临的实际而又无法解决的难题。为鼓励企业利用夜间电力，各国均推出“峰平谷”电价政策，即按用电时间划分为上述3个时段，价格也是递减的，价格的比例通常为3∶2∶1。甚至有些地区还有“尖峰”或称“峰峰”电价，价格通常是谷电的4倍。而企业用电一般是在高峰期或是平段时间，电费很高。
2蓄能供热装置特点
蓄热电锅炉主要是以下六个方面：（1）高温蓄热。温度达到目前国内最高水平，高达750℃的固体合金蓄热，突破高温蓄热的温度极限，并仍处于安全状态。单位体积内蓄热量为国内最高，减少占地面积并降低客户成本。（2）高效率。采用纳米微孔保温材料，保温效果极好，效率达到95%以上，可以保证昼夜损失3.2%以下，减少能量浪费。（3）运营成本低。完全利用夜间低廉的谷价电能、风电或太阳能所发电力工作。同等热量的运营成本是直热式电锅炉运营成本的40%～50%，天然气的60%～70%，柴油的35%。（4）全自动控制。处于低谷期加热或接受电网调度中心自动指令控制，可以任意时段、任意温度加热或放热，无须人员看管。（5）零排放。零排放，零污染，纯电热管加热，不受气候影响。（6）安全。保护装置齐全，安全可靠。
3 PLC在固体蓄能供热装置供热系统的应用
3.1供热系统节能应用中的供热模式选择
主要是以下两种：（1）现行供热模式。
传统供热换热站的一次网系统主要由电动调节阀、压力传感器、电动执行器、流量传感器和相关控制软件组成。在其运行过程中，需要根据实际的使用需求，对供热温度进行调节，一般采用人工控制方法，将实际供水温度需求与设定供水水温进行比较，如果不满足供水温度要求，则调整电动调节阀门，从而改变换热器的一次侧水流量，达到对水温进行调节的目的。在一次侧水流量改变后，二次侧热交换器的出口水温可以达到设定值。要实现自动控制，需要合理设计室外温度、二次网供水温度的关系计算公式，从而设计合理的电动调节阀门调节算法，以确保用户侧的实际供应水温达到供暖要求。但是从传统供热模式的实际运行情况来看，各换热站和热网之间由于不是并联连接方式，在换热站操作过程中，存在相互耦合作用。也就是说，在一个换热站的阀门调节过程中，其他换热站电动阀门也会随之动作，由此会导致在各换热站以及热网中产生较长的时间振荡。如果室外温度变化较大，引发热负荷的剧烈变化，热源无法及时作出调整，这种振荡现象甚至会导致系统无法正常工作。
（2）基于PLC技术的科学供热模式。针对我公司目前PLC控制供热系统存在的不完善之处，可以在现有系统的基础上，引入新型PLC控制技术，构建新的供暖模式，实现自动化控制目标。一般情况下，环境平均气温不会出现剧烈变化，对于气温升降差异不大的情况，供热过程可以用周期函数进行表示，即Qt=Q（t-NT），其中，Qt表示气温变化不大时相邻几日的供热周期函数，t表示时间变量，T表示周期天数，N表示周期数。在一个取暖季内，整个供暖周期可以看做是由多个稳定的天气变化区间和若干个突发寒暖流区间所组成。可在现有系统中，通过采用温度传感器，实现温度参数的自动采集，由环境气温的变化情况确定的供热量函数，可采用下述计算式进行计算：Qt=Qt0=（tn-t0）/（tn-tw）×q×s。其中，t0是1天内实测环境温度，单位为℃，tn是设 计的室内供热温度，单位为℃，tw为设计的计算温度，q为热指标，s为供热面积。在这种供热方式下，利用PLC控制技术进行自动调节，可以有效解决上述问题。
3.2PLC的控制点分布
数字量输出点主要包括压缩机控制、水泵控制、四通阀控制、总故障输出以及用来模式切换的８个电磁阀控制。模拟量输入点包括37个NTC温度采集点和７个压力传感器采集点，主要用来监测压缩机吸排气、蓄能器出入口、蓄能器内相变材料、板式换热器制冷剂以及系统中水的温度或压力，这些采集点部分用于控制或保护功能，部分用于监测比对。
3.3根据实际热量需求，调节供热输出
我国是一个能源大国，但是人均能源占有量明显低于世界人均水平。供暖季的能源消耗十分巨大，在一定程度上加剧了不可再生能源的消耗。因此，采用PLC控制技术对供暖系统运行方式进行优化和改进十分必要，在其根据实际热量需求的调节模式下，每天可以节省的能源数量就十分可观，整个供暖季能够节省的能源十分巨大。因此，PLC控制技术在供暖系统运行中的应用，不仅可以帮助供暖部门节省供暖成本，还能够实现较高的社会效益。应积极促进PLC控制技术在供暖系统中的应用和推广，关注PLC技术的发展。目前PLC控制器正在向小型化和智能化的方向发展，技术提升的潜力较大，通过不断更新PLC控制设备，采取先进的控制算法，可以最大化发挥PLC自动化控制技术的作用，彻底改变以往供热系统能耗较高的状况，为供热稳定性和供热质量提供保障。
结语
综上，通过对PLC技术在供热系统中的应用原理和具体运行方式进行分析，可以明确其技术应用的方向，促进基于PLC控制的科学供热模式的应用推广。
参考文献：
[1]赵忠波.PLC控制在供热系统中的节能应用[J].黑龙江科技信息，2014，（02）：13.
[2]郑磊.水力平衡节能控制技术在供热系统中的应用[J].中国建设信息供热制冷，2016，（08）：50-51.