綠色照明在垃圾焚燒發(fā)電廠的應(yīng)用

牛 強(qiáng)

(龍?jiān)?北京)太陽能技術(shù)有限公司，北京 100000)

綠色照明在垃圾焚燒發(fā)電廠的應(yīng)用

牛 強(qiáng)

(龍?jiān)?北京)太陽能技術(shù)有限公司，北京 100000)

基于中國(guó)綠色照明工程的要求，從光源、控制方式、燈具及配件等方面，介紹了垃圾焚燒電廠照明設(shè)計(jì)采用的主要節(jié)能措施，并分析了照度的計(jì)算方法與供電方式，通過對(duì)比某垃圾卸料平臺(tái)照明光源的經(jīng)濟(jì)性，驗(yàn)證了綠色照明技術(shù)在垃圾焚燒電廠中應(yīng)用的節(jié)能性。

垃圾焚燒電廠，綠色照明，光源，照度，供電方式

0 引言

為認(rèn)真貫徹十四屆五中全會(huì)和八屆全國(guó)人大第四次會(huì)議精神，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式由粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變，做好“九五”時(shí)期的節(jié)能工作，結(jié)合我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展和照明行業(yè)的現(xiàn)狀，制定了“中國(guó)綠色照明工程”實(shí)施方案。實(shí)施“中國(guó)綠色照明工程”，旨在我國(guó)發(fā)展和推廣高效照明器具，逐步替代傳統(tǒng)的低效照明電光源，節(jié)約照明用電，建立優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)舒適、安全可靠、有益環(huán)境和改善人們生活質(zhì)量、提高工作效率、保護(hù)人民身心健康的照明環(huán)境，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民群眾日益增長(zhǎng)的對(duì)照明質(zhì)量、照明環(huán)境和減少環(huán)境污染的需要[1]。

目前，我國(guó)的照明耗電約占總發(fā)電量的10%，所以，推行“綠色照明工程”可節(jié)約大量電能，減少不可再生能源消耗，保護(hù)環(huán)境。綠色照明是指通過科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，采用效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品(包括光源，電器附件，燈具，配線器材及光控器材)，最終達(dá)到建成環(huán)保、高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)，有利于環(huán)境和提高人們工作、學(xué)習(xí)和生活質(zhì)量的照明系統(tǒng)[2]。在垃圾焚燒發(fā)電廠照明設(shè)計(jì)中如采用綠色照明節(jié)能技術(shù)，對(duì)改善生產(chǎn)人員的工作環(huán)境，提高工作效率，降低廠用電率，提高經(jīng)濟(jì)效益都有極大的實(shí)際意義。

1 垃圾焚燒電廠照明設(shè)計(jì)采用的主要節(jié)能措施

1.1 光源的選擇

垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計(jì)中應(yīng)采用根據(jù)房間性質(zhì)與使用環(huán)境的要求選擇高效率、長(zhǎng)壽命的光源。

在汽機(jī)廠房、卸料平臺(tái)、化學(xué)水處理間等高大生產(chǎn)性廠房中應(yīng)選用金屬鹵化物燈、無極燈。

在辦公場(chǎng)所、會(huì)議場(chǎng)所、高低壓配電間等對(duì)顯色性，色溫要求較高的房間可選用T8直管熒光燈。

在走廊、樓梯間、門廳等場(chǎng)所可選用LED燈。在室外道路應(yīng)選用高壓鈉燈或金屬鹵化物燈。

1.2 燈具及配件的選擇

在清潔、無吊頂對(duì)美觀要求不高的房間，例如各配電間應(yīng)選擇開敞式燈具。環(huán)境惡劣、多塵、潮濕、有腐蝕的場(chǎng)所，例如在煙氣凈化間、尾氣處理間等處，燈具應(yīng)采用帶透光性能好的透光罩加以防護(hù)，并保證燈具有較高的光效率。為提高可利用光通量，在焚燒廠房、汽機(jī)廠房、卸料平臺(tái)等處應(yīng)選用直接型或半直接型配光燈具。

燈具的常用電器附件有:鎮(zhèn)流器及電容補(bǔ)償裝置。一般情況下，鎮(zhèn)流器功率約占整套燈具的10%。我們通常所使用的鎮(zhèn)流器有兩種類型：電感型鎮(zhèn)流器和電子型鎮(zhèn)流器。電感型鎮(zhèn)流器又有兩種類型：傳統(tǒng)型和節(jié)能型。傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器具有可靠性高、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn); 但有體積大、自重重、功耗大的缺點(diǎn)。節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器是一種新產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器相比具有功耗小的顯著優(yōu)點(diǎn)。節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器的節(jié)能效果已接近電子型鎮(zhèn)流器，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器具有諧波含量低、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。在垃圾焚燒發(fā)電廠照明設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)光源的特點(diǎn)選用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器或電子型鎮(zhèn)流器，并要求燈具自帶電容補(bǔ)償裝置，以期能達(dá)到較高的功率因數(shù)。

眩光的產(chǎn)生是由于視野中的亮度分布或亮度范圍不均勻，或存在極端的對(duì)比，導(dǎo)致引起不舒適感覺或降低人們觀察細(xì)部的能力的視覺現(xiàn)象[2]。眩光有三種形式：直接眩光、間接眩光和對(duì)比眩光。垃圾焚燒發(fā)電廠主要為直接眩光，解決直接眩光可采用限制光源高度，在燈具上設(shè)制合理的保護(hù)角，采用磨砂的透光材料的辦法。因此，減小眩光是綠色照明選擇的重要指標(biāo)之一。

1.3 控制方式的選擇

1)手動(dòng)控制。

燈具的點(diǎn)亮可根據(jù)運(yùn)行工藝需要人工進(jìn)行調(diào)節(jié)，戶內(nèi)可采用照明開關(guān)集中控制和就地控制兩種方式。在高大空間，如焚燒廠房、余熱鍋爐本體、汽機(jī)廠房、垃圾池、卸料平臺(tái)、化學(xué)水處理間，宜采用照明集中控制的方式，且照明開關(guān)布置在工作人員的主要入口處。這些廠房燈具與光源照明功率較大，通常采用金鹵燈、電磁感應(yīng)無極燈等。照明回路工作電流較大，功率因數(shù)較低，主回路宜采用繼電器—接觸器進(jìn)行通斷控制。當(dāng)控制按鈕盒安裝在多塵的環(huán)境時(shí)應(yīng)采用IP54防護(hù)等級(jí)。室內(nèi)環(huán)境較好的區(qū)域如辦公區(qū)、會(huì)議區(qū)等視覺要求較高，人員活動(dòng)較多的區(qū)域一般設(shè)置普通翹板開關(guān)對(duì)燈具進(jìn)行分組控制，開關(guān)設(shè)置在房間進(jìn)出口位置。公共場(chǎng)所如狹長(zhǎng)的走廊、過道等區(qū)域一般會(huì)有兩個(gè)出入口，此時(shí)可設(shè)置一組雙控開關(guān)，此方式可保證無論人員從哪個(gè)出入口進(jìn)出都可方便的點(diǎn)亮燈具，便于做到人走燈熄。如考慮走廊和過道能采用半照度照明，燈具的點(diǎn)亮控制亦可采用間隔點(diǎn)亮的控制方式，設(shè)兩組雙控開關(guān)進(jìn)行控制。

2)自動(dòng)控制。

戶外道路照明的控制通常可采用時(shí)控或光控的方式。道路照明控制箱可設(shè)在有人值班的門衛(wèi)室集中控制，必要時(shí)可以通過手動(dòng)方式強(qiáng)制點(diǎn)亮。自動(dòng)照明控制方式可根據(jù)室外實(shí)際照明情況進(jìn)行點(diǎn)亮，此方式可減少無效照明時(shí)間，保證必需的有效照明時(shí)間。其控制方式一般有兩種，第一種方式是利用光敏裝置自動(dòng)控制，它利用光敏元件特性在自然光照的強(qiáng)度下變化，觸發(fā)信號(hào)輸出裝置發(fā)出指令，控制照明燈具電路的通斷。另一種是利用智能時(shí)間控制裝置在設(shè)定的時(shí)間通斷該室外照明回路。此兩方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，智能時(shí)間控制裝置無法區(qū)分因天氣變化而引起的自然光照強(qiáng)度的差別，但可避免光敏探頭因自然沉降于表面的污穢而引起裝置誤啟動(dòng)。

2 照度計(jì)算方法在實(shí)際照明設(shè)計(jì)中的選擇

參照GB 50034—2013建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，根據(jù)各個(gè)工作場(chǎng)所對(duì)視覺工作的要求，確定各個(gè)場(chǎng)所參考工作面的照度標(biāo)準(zhǔn)值(即平均照度值)。

工作場(chǎng)所的照度計(jì)算方法有兩種：利用系數(shù)法和逐點(diǎn)法。

利用系數(shù)法同時(shí)考慮了直射光與反射光在參考工作平面上所產(chǎn)生的照度，計(jì)算結(jié)果為平均照度，其適用于反射條件較好的房間，例如高低壓配電室、集中控制室、垃圾吊與渣吊控制室、辦公室、會(huì)議室、資料室等房間。

逐點(diǎn)法是利用燈具的光照數(shù)據(jù)，計(jì)算出參考工作面上各點(diǎn)照度的方法。逐點(diǎn)法只需考慮燈具的直射光在參考工作面上所產(chǎn)生的照度，適用于采用直射照明燈具的場(chǎng)所，特別是大面積、高大空間、墻面與屋頂反射比較差的室內(nèi)場(chǎng)所，例如垃圾車卸料平臺(tái)、汽機(jī)間、鍋爐間、化學(xué)水處理車間、除渣間等場(chǎng)所。

3 垃圾焚燒電廠照明系統(tǒng)供電方式

垃圾焚燒電廠的照明配電系統(tǒng)一般分為正常照明系統(tǒng)和事故照明系統(tǒng)。焚燒車間與汽機(jī)車間設(shè)專用的照明通風(fēng)MCC，電源分別引自焚燒廠房與汽機(jī)廠房的PC段。焚燒車間與汽機(jī)車間的應(yīng)急照明系統(tǒng)采用交流事故照明，交流應(yīng)急照明在正常情況下由動(dòng)力中心(PC)供電，事故情況時(shí)由保安段供電。在正常情況下，交流應(yīng)急照明作為電廠的一般照明的一部分，交流應(yīng)急照明占房間照明負(fù)荷的10%～15%。

垃圾發(fā)電廠的應(yīng)急照明分為交流應(yīng)急照明和直流應(yīng)急照明，直流應(yīng)急照明在垃圾焚燒發(fā)電廠正常運(yùn)行時(shí)為熄滅狀態(tài)，不參與該電廠的一般照明(集控室的直流常明燈除外)。當(dāng)垃圾焚燒電廠交流事故照明電源消失時(shí)，自動(dòng)切換至直流系統(tǒng)，由蓄電池提供電源。垃圾焚燒廠區(qū)內(nèi)的其他輔助廠房照明，可采用與動(dòng)力檢修電源合并的饋電系統(tǒng)，由就近的0.4 kV動(dòng)力控制中心(PC)或電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)供電。

4 經(jīng)濟(jì)性比較

現(xiàn)以廣東某垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾卸料平臺(tái)為例，以卸料平臺(tái)照明材料數(shù)量為基礎(chǔ)，通過對(duì)使用金鹵光源和無極燈進(jìn)行比較來說明垃圾焚燒電廠采用綠色照明技術(shù)后所帶來的節(jié)能效果。垃圾卸料平臺(tái)采用網(wǎng)架下弦點(diǎn)均勻懸掛照明燈具的方式，燈具安裝高度約6.5 m，參考工作面的平均照度為100 lx。本房間如采用

150 W金鹵燈需77盞，現(xiàn)用80 W的無極燈即可達(dá)到相同的照度要求。經(jīng)計(jì)算，采用無極燈后年節(jié)電約20 751度，節(jié)能效果明顯?，F(xiàn)將采用金鹵燈和無極燈做一簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)性比較，設(shè)定條件如下:

1)金鹵燈價(jià)格每盞按450元，壽命按5年，每年計(jì)算20%折舊費(fèi)；無極燈價(jià)格每盞按700元，光源的使用壽命按8年計(jì)算，每年計(jì)及12.5%折舊費(fèi)用，暫不計(jì)算利息。

2)燈具的年利用小時(shí)數(shù)按3 500 h計(jì)算。

3)使用電價(jià)按垃圾焚燒發(fā)電廠的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)0.65元/kWh計(jì)算(鎮(zhèn)流器等附件按光源功率的10%考慮)。

使用費(fèi)用對(duì)比如表1所示。

表1 金鹵燈與無極燈的年使用費(fèi)用比較

表1僅對(duì)垃圾卸料平臺(tái)的照明光源選擇做了簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)比較分析，該垃圾焚燒電廠工程在采用綠色照明技術(shù)后，其初始投資相對(duì)會(huì)有增加。若將垃圾焚燒電廠內(nèi)全部燈具的節(jié)能都考慮進(jìn)去，經(jīng)過若干年的運(yùn)營(yíng)，僅照明所節(jié)約的電費(fèi)就會(huì)給該垃圾焚燒發(fā)電廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

目前，我國(guó)許多行業(yè)在各自新建的項(xiàng)目采用了綠色照明技術(shù)，并取得了良好經(jīng)濟(jì)效果與社會(huì)效益。通過以上的分析和論證，在垃圾焚燒發(fā)電廠中采用綠色照明技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)的角度上是節(jié)約的，在技術(shù)的角度上是可行的，在環(huán)境保護(hù)與社會(huì)發(fā)展的角度上是利國(guó)利民的。

我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展十分迅猛，但是用電效率相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家依然比較低下，電源依舊較為緊張。電力緊缺狀況預(yù)計(jì)將會(huì)在今后的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期繼續(xù)存在。提高用電側(cè)技術(shù)水平來節(jié)約電能，是解決電力負(fù)荷緊張狀況的一種重要途徑。

同時(shí)，綠色照明節(jié)能技術(shù)對(duì)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)自然資源與環(huán)境也具有十分重要意義。本文分析了垃圾焚燒發(fā)電廠照明的要求及特點(diǎn)，介紹了綠色照明技術(shù)在垃圾焚燒電廠中的實(shí)際應(yīng)用情況，提出了一種提高照明質(zhì)量的方法，并通過經(jīng)濟(jì)比較驗(yàn)證了綠色照明技術(shù)在垃圾焚燒電廠中應(yīng)用的有效性與實(shí)用性。

[1] 國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).中國(guó)綠色照明工程實(shí)施方案[J].照明工程學(xué)報(bào)，2005(4)：212-215.

[2] 國(guó)家經(jīng)貿(mào)委UNDPGEF中國(guó)綠色照明工程項(xiàng)目辦公室,中國(guó)建筑科學(xué)研究院.綠色照明工程實(shí)施手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.

[3] GB 50034—2013，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

The application of green lighting in waste incineration power plant

Niu Qiang

(Longyuan(Beijing)SolarEnergyTechnologyLimitedCompany,Beijing100000,China)

Based on the Chinese green lighting engineering requirements, from the lighting source, control way, lamps and accessories and other aspects, this paper introduced the main energy saving measures of waste incineration power plant lighting design, and analyzed the illumination calculation method and power supply, through comparison the economy of a waste unloading platform lighting source, verified the energy saving application of green lighting technology in waste incineration plant.

waste incineration power plant, green lighting, light source, illumination, power supply mode

1009-6825(2017)01-0197-02

2016-10-24

牛 強(qiáng)(1980- )，男，碩士，工程師

TU113.663

A