談運(yùn)煤系統(tǒng)的照度計(jì)算

任欣境

摘要：根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)運(yùn)煤系統(tǒng)照明設(shè)計(jì)中的照度計(jì)算要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：運(yùn)煤系統(tǒng);照度計(jì)算

1.運(yùn)煤系統(tǒng)及其特點(diǎn)

運(yùn)煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠將來(lái)煤通過(guò)接卸、貯存、運(yùn)輸、篩碎等工藝，制備成合適粒徑和品質(zhì)，然后輸送到鍋爐房原煤斗的整個(gè)工藝系統(tǒng)。其中包括卸煤系統(tǒng)、貯煤設(shè)施、上煤系統(tǒng)、篩分破碎設(shè)備、配煤設(shè)備等子系統(tǒng)或設(shè)備、設(shè)施，以及雜物清除、取樣、計(jì)量及其他輔助設(shè)備和附屬建筑。[1]

轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)輸物料在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，由于落差勢(shì)能和機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分傳遞給顆粒的動(dòng)能以及空氣同物料一起運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的誘導(dǎo)風(fēng)，造成溜槽及導(dǎo)料槽內(nèi)風(fēng)壓很大，使輸送系統(tǒng)中的粉塵擴(kuò)散到整個(gè)作業(yè)區(qū)。已經(jīng)降落到設(shè)備上、皮帶機(jī)棧橋、廠房地面的粉塵，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、人員走動(dòng)時(shí)還會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。

2.運(yùn)煤系統(tǒng)照度計(jì)算

由于長(zhǎng)期存在煤粉，粉塵較多，且為了滿(mǎn)足環(huán)保要求，運(yùn)煤系統(tǒng)建筑物都是封閉式建筑，建筑物內(nèi)粉塵飄散嚴(yán)重，抑制方式有限，且清理工作難度大，燈具積塵嚴(yán)重、光衰等現(xiàn)象造成現(xiàn)場(chǎng)照度不夠，無(wú)法滿(mǎn)足安全生產(chǎn)需求。故建議在照明設(shè)計(jì)階段時(shí)，做好照度計(jì)算工作。

照度計(jì)算根據(jù)使用的范圍有較多種計(jì)算方法，經(jīng)常使用的方法是逐點(diǎn)法與利用系數(shù)法，利用系數(shù)法因?yàn)榭雌饋?lái)計(jì)算較為簡(jiǎn)便，經(jīng)常被采用，設(shè)計(jì)時(shí)往往容易忽略利用系數(shù)的選取是否合適，甚至有時(shí)候在不適用的工作環(huán)境下依然使用利用系數(shù)法計(jì)算，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，照明效果不理想。以下根據(jù)運(yùn)煤系統(tǒng)環(huán)境特性闡述相關(guān)的照度計(jì)算方法。

2.1利用系數(shù)法

利用系數(shù)法是根據(jù)光源直接投射到工作面上的光通量和經(jīng)過(guò)室內(nèi)表面相互反射后再投射到工作面上的光通量，也就是需要根據(jù)直射光和反射光兩種光線的作用綜合計(jì)算。[2]

利用系數(shù)法平均照度基本公式：

利用系數(shù)法基本計(jì)算步驟如下：

第一步：收集原始數(shù)據(jù)，包括計(jì)算場(chǎng)所的室長(zhǎng)（l）、室寬（b）、光源光通量（Φ）、頂棚空間高（hc）、地板空間高（hf）、室空間高（hr）以及是否有采光窗，如果有，確定采光窗面積。

第二步：計(jì)算各空間比，室空間比、頂棚空間比、地板空間比。（以下第二步至第四步的計(jì)算公式不一一列出了，可參見(jiàn)《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》）

第三步：計(jì)算有效頂棚空間反射比。

第四步：計(jì)算墻面平均反射比。

第五步：查燈具維護(hù)系數(shù)K，參考DLT5390表7.0.4中污染嚴(yán)重的環(huán)境，運(yùn)煤系統(tǒng)按照每年3次照明器擦洗次數(shù)維護(hù)，維護(hù)系數(shù)K應(yīng)取0.6。

第六步：由利用系數(shù)表查利用系數(shù)。（需要燈具廠家提供）

第七步：根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，按照利用系數(shù)法平均照度基本公式得出計(jì)算結(jié)果。

通常我們會(huì)根據(jù)規(guī)范要求的照度值（見(jiàn)表1），計(jì)算需要的光源數(shù)量，再校驗(yàn)最大允許距高比以及是否滿(mǎn)足規(guī)范節(jié)能指標(biāo)的功率密度值，最后通過(guò)計(jì)算結(jié)果將照明燈具均勻的布置在計(jì)算空間內(nèi)。通過(guò)照度計(jì)算軟件可以發(fā)現(xiàn)，計(jì)算出的燈具數(shù)量往往比我們實(shí)際布置的少，通過(guò)計(jì)算公式可以看出工作面面積（A）、平均照度值（Eav）、光源光通量（Φ）和維護(hù)系數(shù)（K）都是可以準(zhǔn)確確認(rèn)的，誤差基本是由于利用系數(shù)的選取造成的。燈具的利用系數(shù)是燈具光強(qiáng)分布、燈具效率、房間形狀、室內(nèi)表面反射比的相關(guān)函數(shù)，反映的是光源光通量最終在工作面上的利用程度，計(jì)算過(guò)程比較復(fù)雜，而燈具樣本中卻并未提供燈具利用系數(shù)表，這就只能依靠經(jīng)驗(yàn)判斷了，雖然可以借助相關(guān)的計(jì)算軟件，但是計(jì)算軟件中的利用系數(shù)值也只是收集了部分燈具的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，未必是我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)采納的照明燈具參數(shù)，所以計(jì)算結(jié)果只能算一個(gè)參考的結(jié)果。

利用系數(shù)法更適用于燈具均勻布置、墻和天棚反射系數(shù)高、空間無(wú)大型設(shè)備遮擋的室內(nèi)反射條件較好的水平面平均照度計(jì)算。例如運(yùn)煤系統(tǒng)的輸煤輔助間的照度計(jì)算。

2.2逐點(diǎn)計(jì)算法

運(yùn)煤系統(tǒng)的組成是由多個(gè)運(yùn)煤轉(zhuǎn)運(yùn)站、運(yùn)煤棧橋或長(zhǎng)距離管狀帶式輸送機(jī)、碎煤機(jī)室等建構(gòu)筑物構(gòu)成，根據(jù)DLT5390第7.0.2條要求：“生產(chǎn)過(guò)程中需要監(jiān)視維護(hù)的重要場(chǎng)所宜用逐點(diǎn)計(jì)算法校驗(yàn)其照度值，重要場(chǎng)所包括：主控制室、網(wǎng)絡(luò)控制室、單元控制室控制屏、臺(tái)上垂直面和傾斜面;反射條件較差的場(chǎng)所，如運(yùn)煤系統(tǒng);”且根據(jù)運(yùn)煤轉(zhuǎn)運(yùn)站布置情況，存在有設(shè)備遮擋的情況，多條煤線交叉的轉(zhuǎn)運(yùn)站建筑物還有可能是不規(guī)則的形狀，用利用系數(shù)法計(jì)算，并不能保證需要檢修運(yùn)維的工作面達(dá)到照度要求，且運(yùn)煤系統(tǒng)還需要進(jìn)行視頻監(jiān)控，如果照明設(shè)計(jì)不理想，同時(shí)也會(huì)影響視頻監(jiān)控效果。

逐點(diǎn)計(jì)算法相較于利用系數(shù)法則只考慮直射光，不考慮反射光的作用，多運(yùn)用于采用直射燈具的場(chǎng)所，可作水平照度及垂直照度的計(jì)算。DLT5390還特別增加了照度逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算實(shí)例。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果顯示，A點(diǎn)的照度可以滿(mǎn)足規(guī)范要求的100lx照度要求。

從圖2可以看出運(yùn)煤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)站由于不同煤線在此轉(zhuǎn)運(yùn)站轉(zhuǎn)運(yùn)，建筑平面是不規(guī)則的，加之工作環(huán)境煤粉飄散，反射條件差，還存在設(shè)備遮擋情況，對(duì)需要進(jìn)行監(jiān)控及運(yùn)維的區(qū)域用利用系數(shù)法沒(méi)辦法驗(yàn)證照度是否充足，必須通過(guò)逐點(diǎn)法進(jìn)行校驗(yàn)。

需要注意的是雖然涉及照度標(biāo)準(zhǔn)值的規(guī)范有很多，但是推薦以DLT5390規(guī)范要求為準(zhǔn)，其他規(guī)范一方面是針對(duì)運(yùn)煤系統(tǒng)的不同功能區(qū)域提供的照度標(biāo)準(zhǔn)值不夠全面，另一方面是某些規(guī)范照度標(biāo)注值還是依照室外棧橋或室外儲(chǔ)煤場(chǎng)設(shè)置，并且封閉式建筑物內(nèi)的照度值設(shè)置普遍偏低，影響現(xiàn)場(chǎng)照明效果。另一個(gè)需要注意的是，目前多采用LED光源的照明燈具，LED目前整燈光效在60～120lm/W，在做照度計(jì)算時(shí)，需要先確認(rèn)光效值，否則也有可能出現(xiàn)同樣功率的燈具，計(jì)算結(jié)果差別較大的情況。

5.結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)煤系統(tǒng)由于其惡劣的工作環(huán)境，照明設(shè)計(jì)的工作顯得尤為重要，是否能提供足夠的照度，選擇的光源是否會(huì)造成眩光，照明燈具的布置是否合理，疏散照明和疏散指示燈是否都具備，這些都關(guān)系著運(yùn)維人員工作的安全，或是影響監(jiān)控效果的好壞，甚至是出現(xiàn)火災(zāi)等危險(xiǎn)情況時(shí)，工作人員能否安全疏散或消防救援工作能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵，值得我們引起重視。

參考文獻(xiàn)

[1] DL/T 5187.1-2016. 火力發(fā)電廠運(yùn)煤設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程第1部分：運(yùn)煤系統(tǒng)

[2]照明設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）