新近發展的自儲能電鍋爐蓄熱技術以電為能源,通過電鍋爐將電能轉化為熱能,蓄熱水箱儲存熱能并在需要時釋放。該技術不僅對環境沒有污染,而且是利用電網谷值(夜間)加熱儲熱介質,平段和高峰時段不用電,或在平段時少用點,從而大大降低了供暖費用,并且對供電系統起到了很好的“削峰添谷”的作用,具有很大的節能效益。
自儲能電鍋爐主要由電加熱器、儲熱箱、可控式熱管、取熱管、取熱加熱控制器、水溫調節器以及若干導管、閥門等構成。其工作原理是以儲熱箱為主體,其中有若干個電加熱器,用于加熱儲熱箱儲熱。為了從儲熱箱中取出熱量,利用可控式熱管原理,構成一個取熱循環系統,由熱交換器、水泵、網管等構成,與常規的供熱系統基本相同。另外,還有一個供熱外循環系統,由氣液交換器、液液熱交換器、水泵和供暖網管等組成。在取熱過程中,取熱管的作用是使進入管中的液體工質蒸發,從而帶走貯熱箱貯存的熱量,送入氣液熱交換器中,由氣液熱交換器把熱量交換給供暖外循環系統。以后,氣體工質進入冷凝器冷凝成液體,由外循環泵送回取熱管。取熱控制器的作用是控制取熱管閥門的大小,從而控制取熱量的多少,供熱外循環系統和常規的供暖系統基本相同。
和利時公司的HOLLIAS-LEC G3系列小型一體化PLC具有良好的擴展性和較高的穩定性,并且具備豐富的指令系統和強大的通信功能。在這套系統中,我們采用G3一體化PLC負責整個系統的加熱貯能、取熱供暖、溫度監控和故障報警處理。該系統使用1個24點CPU模塊LM3107、1個4輸入4輸出的開關量擴展模塊LM3231、3個4通道熱電偶擴展模塊LM3311和1個4通道熱電阻擴展模塊LM3312,即可實現自儲能電鍋爐的全部控制功能。熱電偶與熱電阻模塊采集溫度信號,經過處理后送入CPU模塊。PLC的輸出部分有報警燈與中間繼電器,線圈部分均有滅弧裝置。觸摸屏與LM3107通過RS232口采用Modbus協議連接,并且可以通過添加DP從站模塊LM3401使其連接至DP網絡,工作人員在中央監控室即可對遠程的自儲能電鍋爐進行控制。該系統具備自動、手動控制方式,并可以通過觸摸屏進行控制,簡潔明了。
該控制系統方案圖如下:

經過一段時間的調試和試運行,以HOLLIAS-LEC G3系列PLC為核心控制系統的解決方案已成功應用于儲能電鍋爐設備。該系統完全可以達到自儲能電鍋爐的全部控制要求,運行穩定、操作簡單,并且系統的安全性、經濟性都有很大的提高。