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        工廠“綠色照明”的研究及應(yīng)用

        2011-05-14 20:07:28張哲岳付月王虎一
        卷宗 2011年10期
        關(guān)鍵詞:鈉燈鎮(zhèn)流器熒光燈

        張哲 岳付月 王虎一

        摘要:本文從職工技能、設(shè)備現(xiàn)狀、環(huán)境影響、制度管理等方面出發(fā),全面分析了影響工廠照明用電損耗的各方面原因,結(jié)合“綠色照明”理念,以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),對工廠照明進(jìn)行認(rèn)真分析研究,并進(jìn)行了重新設(shè)計。通過對照明線路、照明光源、照明附屬設(shè)備的成功改造,有效地減少了照明用電損耗,為打造綠色節(jié)能型企業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。

        關(guān)鍵詞:綠色照明;研究

        一、背景及意義

        1、節(jié)能減排,是全世界關(guān)注的焦點問題。電能是極寶貴的二次能源,節(jié)約用電是節(jié)約能源的重要內(nèi)容。綠色照明工程要求人們不要簡單地認(rèn)為只是節(jié)能,而要從更高層次去認(rèn)識,提高到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的高度對待,這樣意義更廣泛,更深遠(yuǎn)。有的地區(qū)、有的單位可能認(rèn)為現(xiàn)在電力供應(yīng)不那么緊張了,照明節(jié)電不那么重要了,這種簡單地理解,就是沒有從環(huán)保的高度去認(rèn)識節(jié)能,因為綠色照明工程提出的宗旨不只是個經(jīng)濟(jì)效益問題,而更主要是著眼于資源的利用和環(huán)境保護(hù)的遠(yuǎn)大課題。通過照明節(jié)電,從而減少發(fā)電量,即降低燃煤量(中國70%以上的發(fā)電量還是依賴燃煤獲得),以減少SO2,CO2以及氮氧化合物等有害氣體的排放,對于世界面臨環(huán)境與發(fā)展的課題,都有深遠(yuǎn)的意義。

        2.綠色照明工程要求照明節(jié)能,已經(jīng)不完全是傳統(tǒng)意義的節(jié)能,而是要充分運(yùn)用現(xiàn)代科技手段提高照明工程設(shè)計水平和方泣,提高照明器材效率來實現(xiàn)。

        二、用電消耗分析

        2.1 我們對廠區(qū)主要照明燈具進(jìn)行了分類統(tǒng)計.

        由上表可知,路燈功率占到了照明總功率的85%,依次為草坪燈6%,東圍墻燈4%、西圍墻等3%,庭院燈為2%,因此我們可以判斷影響節(jié)能主要為道路燈,下面我們將著力對道路照明進(jìn)行進(jìn)一步的分析、改善。

        2.2 為了盡快找出引起照明損耗原因,我們從人員、設(shè)備、環(huán)境、制度四個方面進(jìn)行了分析。

        排除了4條影響照明損耗因素:

        (1)開關(guān)燈調(diào)整制度

        (2)照明間距過小

        (3)線路老化、接頭多、接觸不良

        (4)未使用最節(jié)能的三相五線配電方式.

        2.3 找出3條造成照明損耗的因素:

        (1)使用的燈具不節(jié)能。

        (2)降壓設(shè)備擋位節(jié)能效率低。

        (3)開關(guān)燈時間預(yù)見性差。

        三、全面實施改造

        針對前階段找出的3條造成照明損耗的影響,我們進(jìn)行了全面的優(yōu)化,并分步制定了整改措施和計劃。

        3.1 進(jìn)行綠色照明改造

        3.1.1 良好的工廠光源應(yīng)滿足的條件

        (1)合適的色溫

        (2)滿足場所使用對顯色性的要求

        (3)良好的啟動特性

        (4)使用壽命更長

        (5)較穩(wěn)定的發(fā)光

        (6)高光效,達(dá)到更好的節(jié)能效果

        3.1.2 針對上述條件,我們先對廠區(qū)的現(xiàn)用的光源進(jìn)行分析

        從表2得出的圖1中可以看出,金屬鹵化燈.緊湊型熒光燈.高壓鈉燈的壽命都在12000以上大大高出白熾燈,高壓汞燈,碘鎢燈。

        從表2得出的圖2中我們可以看出,金屬鹵化燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈的光效值(節(jié)能最重要的參數(shù))高于其他燈型號。

        從表2得出的圖3中我們可以看出在發(fā)光的穩(wěn)定性上除了汞燈較差,剩下的頻閃均不明顯,減少了照明的舒適度。

        從表2得出的圖4中我們可以看出,同一種物品放在不同光源下顯示出的色彩有著不同的差別,顯色性的最高值為100,也就是說還原色彩本身顏色的能力最強(qiáng),從圖中我們可以看出白熾燈的顯色指數(shù)最高為99,依次是碘鎢燈,金鹵燈,緊湊型熒光燈,汞燈,鈉燈為30,顯色指數(shù)最低。

        從表2得出的圖5中我們可以看出,白熾燈、高壓鈉燈、碘鎢燈、汞燈高壓鈉燈的色溫都<3800k,色彩偏黃,感覺穩(wěn)。金屬鹵化物燈色溫在4000k-4600k感覺明快.緊湊型熒光燈色溫在6200k-6700k,色彩偏冷。

        3.1.3 我們利用權(quán)重表對比分析光源

        對以上圖表進(jìn)行分析我們發(fā)現(xiàn):金鹵燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈的壽命大大高出白熾燈、高壓汞燈和碘鎢燈。金屬鹵化燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈的光效值高于其他型號的燈。在發(fā)光的穩(wěn)定性上除了碘鎢燈較差,其余的頻閃均不明顯,符合照明舒適度的要求。金屬鹵化物燈感覺明快,顯色指數(shù)高,對色彩的還原能力強(qiáng),作為工廠干道使用。高壓鈉燈感覺穩(wěn)重,但顯色指數(shù)較低,作為部分道路,景觀照明使用。緊湊型熒光燈,色彩較冷,作為庭院燈,草坪燈,圍墻燈使用。因此,我們選擇金屬鹵化燈.緊湊型熒光燈.高壓鈉燈為主要光源.確定光源之后,我們對不節(jié)能的燈具進(jìn)行了改造。

        3.1.4 對替換光源進(jìn)行計算,找出了合適的功率替換數(shù)值

        L =dф /(da×COSθ×dΩ)

        3.1.4.1 緊湊型熒光燈替換白熾燈

        單個光源替換后平均功率下降從200w下降到120w下降幅度為40%.照度符合《GB50034-92工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)6lx——10.lx為8.8lx

        3.1.4.4 更換配套鎮(zhèn)流器

        由于氣體放電燈必須配套鎮(zhèn)流器才能正常工作,我們需要選擇恰當(dāng)?shù)逆?zhèn)流器以更有效的保證光源的壽命的同時提高照明利用率。這是我們選擇的與更換的高壓鈉燈,金屬鹵化物燈配套的鎮(zhèn)流器。這使鎮(zhèn)流器自身功耗下降40~50%,燈的系統(tǒng)功耗降低約8%。

        按照應(yīng)用條件部分改造后照明光源種類功率減少8872w,節(jié)電率為31.7%(燈具總體含鎮(zhèn)流器,觸發(fā)器),壽命延長6倍。

        黃色的鈉燈、藍(lán)色的熒光燈,五顏六色的燈流光溢彩,既節(jié)約了能源也將工廠夜景裝扮的更加瑰麗。創(chuàng)造出節(jié)能和美的工廠環(huán)境。

        3.2 對電壓進(jìn)行調(diào)整

        3.2.1 選擇同類光源進(jìn)行實驗

        高壓鈉燈,金屬鹵化物燈同屬氣體放電燈,因此我們選擇鈉燈、緊湊型熒光燈在不同電壓條件下進(jìn)行了實驗。

        通過表4,得出柱狀圖

        調(diào)整一:從表4、表5中我們可以看出,氣體放電燈在電壓降低5%時,照度降低4%,壽命提高60%。緊湊型熒光燈電壓降低5%,照度降低2%,壽命提高70%,兩者照度降低人眼幾乎覺察不到,照度符合標(biāo)準(zhǔn)要求 ,適于在廠前夜,我們使用調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)并把此檔定位1檔。

        調(diào)整二:從表4、表5我們可以看出,將供電電壓降低在10%以內(nèi)運(yùn)行,壽命延長了90%,當(dāng)熒光燈電壓為額定電壓的90%,燈具壽命延長了一倍,當(dāng)電壓下調(diào)10%時,兩種光源的的照度雖然下降到了6.6xl,但仍在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),適合在深夜節(jié)電運(yùn)行時段, 我們使用調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)并把此檔定位Ⅱ檔。

        3.2.2 提高功率因數(shù)

        在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù),用符號cosΦ表示,在數(shù)值上,功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S。

        功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān), 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為1,一般具有電感或電容性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。功率因數(shù)是電力設(shè)備的一個重要的技術(shù)數(shù)據(jù),功率因數(shù)低,說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大, 從而降低了設(shè)備的利用率,增加了線路供電損失。所以說提高功率因數(shù)具有很大經(jīng)濟(jì)意義。

        3.2.3 計算出補(bǔ)償量

        按提高功率因數(shù)確定補(bǔ)償容量的方法簡便明確,為國內(nèi)外所通用,根據(jù)功率之間的向量關(guān)系,可求出無功補(bǔ)償容量Qc。

        式中P——有功功率

        cosφ1,cosφ2——補(bǔ)償前后功率因數(shù)值

        tgφ1,tgφ2——補(bǔ)償前后功率因數(shù)角的正切值

        經(jīng)過計算我們把補(bǔ)償數(shù)值定為 =20.1uF

        效果檢驗:電壓分為2檔分別下降5%10% 功率因數(shù)從0.4 0.44 提升到0.9,節(jié)能效果顯著

        3.3 加強(qiáng)對區(qū)域時間的管理

        太陽的光照隨著時間的變化而變化,特別是季節(jié)交替的一段時間內(nèi),天氣變化快,光照時間不確定,導(dǎo)致照明控制上的誤差,造成浪費(fèi)。 3.3.1 確定日出、日落時間

        我們從國家授時中心(http://www.ntsc.ac.cn/)網(wǎng)站找出許昌每月平均日出日落時間為基礎(chǔ)。對時鐘控制器進(jìn)行控制,提高對日照情況的預(yù)見性。

        3.3.2 對開關(guān)燈時間進(jìn)行細(xì)化

        我們把季節(jié)交替(黃色)的2——4月,6.20——7.15,8.10——9.10,12.20——1.15季節(jié)交替時段每2天修正一次時間,在不交替時每周進(jìn)行一次,天氣有特殊(綠色)情況1天調(diào)整一次,確保能夠按照光照及時進(jìn)行調(diào)整。

        3.3.3 區(qū)分照明種類開關(guān)時間

        本著從一點一滴節(jié)能的原則我們可以發(fā)現(xiàn),像地?zé)?,泛光燈?50w/個)等非主要道路照明的景觀燈,是可以更加靈活控制的,我們在天沒有完全黑的情況下,開啟主要路燈,在天完全黑時再開啟景觀照明。這樣既做到了節(jié)能,又保證了美觀。

        3.3.3.1 分為三個層次照明

        根據(jù)對光照需求和欣賞的不同功能,比如說需要光照進(jìn)行道路照明的先開,而供人欣賞的照明后開,我們以這樣的理念制定出開關(guān)燈的順序:1照明 2 景觀 3亮化

        3.3.4 我們按春夏秋冬天氣狀況的不同我們定出開燈順序的具體間隔時間 春季:15分鐘 秋季:8分鐘 夏季:20分鐘 冬季:6分鐘

        四、改造后效果

        完成后,我們對2010年和2011年同期廠區(qū)的照明用電進(jìn)行了統(tǒng)計,2010年1、2、3月份的照明用電量為13982.58 kwh。2011年1、2、3的照明用電量為9019.8kwh,節(jié)電4963.58kwl>1338.2kwl,節(jié)電率為36.6%.

        實施綠色照明是一項長期的任務(wù),合理選擇照度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計必須從生產(chǎn)、使用實際需要出發(fā),要從更高層次和意義上理解綠色照明,強(qiáng)化照明設(shè)計和照明節(jié)能管理,為推進(jìn)綠色照明作出新貢獻(xiàn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 陳文成 《道路照明光源選擇依據(jù)》 復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版) 2003, P950-955

        [2] 李景色 《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 中華人民共和國建設(shè)部 1992年2月1日

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