工廠裝置照明節(jié)能改造應(yīng)用

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

1 裝置區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)照明存在的問題

連云港堿業(yè)有限公司煅燒廠房、碳化裝置、蒸吸裝置現(xiàn)場(chǎng)腐蝕性較強(qiáng)，多為堿性酸性氣體，照明線路老化，燈具損壞數(shù)量多，維修頻率高，裝置現(xiàn)場(chǎng)照明系統(tǒng)整體效果較差， 具體存在以下問題：

照度問題：現(xiàn)場(chǎng)燈具老舊，燈具缺失較多，燈罩外層凝結(jié)堿層阻礙，照明效果差，導(dǎo)致工作面或巡視點(diǎn)位沒有亮度，或產(chǎn)生眩光效應(yīng)。

安全問題：現(xiàn)場(chǎng)燈具使用年限過長(zhǎng)且酸堿性氣體腐蝕，燈罩脫落，有些甚至完全破損，沒有任何防護(hù)等級(jí)，存在安全隱患。

節(jié)能問題：現(xiàn)場(chǎng)燈具主要以老式金鹵燈節(jié)能燈為主，燈具功率大，功率因數(shù)低，導(dǎo)致年耗電量大。

維護(hù)問題：現(xiàn)有燈具投入使用壽命短，防護(hù)性能差，導(dǎo)致燈具及分線盒都已經(jīng)腐蝕無法進(jìn)行維修，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)帶來的氣體和高溫對(duì)燈具造成較大影響，故障率高。

堿業(yè)公司煅燒廠房、碳化裝置、蒸吸裝置是上世紀(jì)八十年代設(shè)計(jì)建成的，其配套的照明系統(tǒng)，經(jīng)過三十多年的使用，日益顯現(xiàn)出先天的不足，很難再滿足目前電氣設(shè)備檢修生產(chǎn)的要求，鑒于當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)技術(shù)水平、照明燈具及相關(guān)的技術(shù)要求，與目前的水平相比較都存在很大的差距，雖然期間也進(jìn)行過一些零星的改造，但一般只是就事論事地更換、添加一些燈具，三十多年來始終都沒有作徹底的改造。目前，廠房及裝置照明燈具損壞已經(jīng)到了非常嚴(yán)重的地步，直接影響到公司日常的檢修生產(chǎn)活動(dòng)，已經(jīng)影響正常的生產(chǎn)，因此，照明改造項(xiàng)目迫在眉睫。

2 設(shè)計(jì)改造

2.1 節(jié)能改造執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)GB50034-92《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于“一般生產(chǎn)車間和工作場(chǎng)所工作面上的照度標(biāo)準(zhǔn)值”以及“國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)對(duì)部分工業(yè)場(chǎng)所的照度推薦值”，一般廠房、裝置平均照度達(dá)到75-100-150Lx/m時(shí)即可滿足。

2.2 照明節(jié)能改造幾點(diǎn)原則

——節(jié)約改造成本，優(yōu)化配置以降低維護(hù)成本；

——提高照明亮度和均勻度，改善生產(chǎn)和檢修環(huán)境；

——燈具布局規(guī)范、合理、美觀，檢修、維護(hù)方便；

——提高安全可靠性，降低安全隱患。

2.3 燈具的選擇

2.3.1 選擇高光效，壽命長(zhǎng)的節(jié)能環(huán)保型燈具

選用高端大功率CREE(美國(guó)科瑞)單顆0.1W-12W XPE LED，目前世界上質(zhì)量最優(yōu)、亮度最高、技術(shù)最好的LED光源，科瑞XPE系列LED采用陶瓷散熱基板，光效高達(dá)110 Lm/W以上。使用壽命可達(dá)100 000 h以上，使用三年總光衰小于5%，使用六年光衰小于10%, 保證了亮度始終如一。無紫外線，無汞劑，不會(huì)對(duì)人造成傷害，同時(shí)也不會(huì)污染環(huán)境，是國(guó)家大力提倡發(fā)展的第四代光源。

2.3.2 選擇寬幅電壓范圍大的燈具

工業(yè)企業(yè)的電壓不穩(wěn)定且電壓較高，波動(dòng)幅度較大，從而易造成燈具光源和電器損壞。選用國(guó)際最頂尖、最長(zhǎng)壽的紅寶石電容，采用TI恒流芯片、美格納MOS管，功率因數(shù)達(dá)0.99以上，效率94%以上，耐受電壓范圍：100～300 V。從質(zhì)量上保證燈具在寬電壓波動(dòng)下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

2.3.3 選用有防眩處理的燈具

大功率LED燈，配合專業(yè)定制的擴(kuò)散透鏡發(fā)光罩，保證空間左右方向均勻亮度可達(dá)要求距離，前面方向均勻照度可達(dá)現(xiàn)場(chǎng)要求。

單顆大功率LED晶片，配合專業(yè)定制研發(fā)的透鏡模組，保證空間四面都有均勻亮度，解決立體空間均勻照度和光斑問題，減少維護(hù)量，節(jié)能環(huán)保。透鏡把空間中離散光全部集中于工作面，提高地面0～50 cm區(qū)域照度，提高光的有效利用。LED燈珠放置于每個(gè)透鏡的底面中心，保證了LED發(fā)出的120～180 ℃離散光進(jìn)行有效配光，提高光的利用率，同時(shí)加強(qiáng)防眩光的效果。

2.3.4 選用防護(hù)等級(jí)高的燈具

燈具外殼通過高防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)，電器腔與接線腔完全獨(dú)立，并與光源腔形成上中下兩層，降低了燈具高度。燈具整體高度低，利于井下入吊環(huán)、吊桿、彎桿式安裝。電器腔與光源腔由穿線孔連接，且膠封，處于完全獨(dú)立狀態(tài)，使燈具防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65，粉塵和水汽無法進(jìn)入燈體內(nèi)部。外部噴涂防腐漆，是燈具防腐等級(jí)達(dá)到WF2。

2.3.5 選用散熱性好的燈具

電器腔與光源腔由穿線孔連接，且膠封，處于完全獨(dú)立狀態(tài)，光源腔的熱量不能進(jìn)入電器腔，保證了電器腔的溫度處于最低狀態(tài)(環(huán)境溫度)，從而有效保證了LED驅(qū)動(dòng)板上電容和元器件的有效壽命。

2.3.6 選擇合理配光，避免光源浪費(fèi)

燈具反射器通過選用99.99%進(jìn)口高純鏡面鋁陽(yáng)極氧化材料，反光效率達(dá)到95%。比普通燈具反光效率提高45%，大大減少現(xiàn)場(chǎng)燈具的使用數(shù)量。各類反光鋁材反射率對(duì)比如表1。

表1 反光鋁材反射率對(duì)比表

燈具透明件通過采用鋼化玻璃，運(yùn)用保護(hù)角設(shè)計(jì)和鏡面涂層技術(shù)，提高透光性，較普通燈具透光率高15%。燈具通過專業(yè)軟件配光設(shè)計(jì)，減少二次反射，提高光通利用率，較普通燈具光通利用率提高25%。光通反射模擬對(duì)比圖如圖1。

圖1 專業(yè)軟件設(shè)計(jì)的配光模擬圖和普通配光模擬圖

2.4 設(shè)計(jì)空間模擬

以煅燒泵區(qū)照明為例，此空間燈具共計(jì)16盞150 W的金鹵燈，DIALUX模擬用LED燈具GT9181～100W等數(shù)量同位置替代。

圖2 設(shè)計(jì)空間模擬

平均照度可達(dá)257遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過生產(chǎn)要求的照度。

2.5 改造后照明能耗對(duì)比分析

2.5.1 以碳化裝置區(qū)照明改造前后現(xiàn)場(chǎng)采集照度對(duì)比

圖3 原裝置三防燈具100 W的照度

圖4 新型GB8035～35 W LED燈具的照度

圖5 原裝置1 000 W金鹵燈的照度

圖6 新型GF9031～100 W LED燈具的照度

2.5.2 實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比

表2 碳化和蒸吸裝置燈具改造前后數(shù)據(jù)

結(jié)論：共293套燈具；改造前每日用電量554.4 kWh;改造后每日用電量144.33 kWh。

2.5.3 節(jié)能測(cè)算

全公司裝置區(qū)燈具共計(jì)2 229套，按改造前后照明的每天開燈12 h，全年365天計(jì)算：改造前每日用電量4 454.28 kWh；改造后每日用電量1 140.21 kWh。

節(jié)約電能=改造前全廠年用電量-改造后全廠年用電量=4 454.28×365-1 140.21×365=1 209 635.55 kWh

每年可能降低全廠裝置區(qū)域照明電能消耗約1 209 635 kWh的電能，應(yīng)該說降耗的成效是顯著的。

3 結(jié) 論

通過裝置區(qū)域照明改造的實(shí)踐，運(yùn)用科學(xué)的綜合節(jié)能的理念，在改造中合理選擇節(jié)能燈具，精心計(jì)算平均照度值，照度比原來有了很大的提高，總功率消耗卻小于原設(shè)計(jì)值。因此改造是成功的，所做的嘗試也是有意義的。