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        淺談LED燈在水泥工廠綠色照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

        2020-03-13 07:13:22叢嘉慶張煜金志民
        水泥技術(shù) 2020年1期
        關(guān)鍵詞:金鹵燈鈉燈光通量

        叢嘉慶,張煜,金志民

        1 前言

        目前綠色建筑逐步成為建筑行業(yè)發(fā)展的主流,國家標(biāo)準(zhǔn)《綠色工廠評價(jià)通則》的正式發(fā)布引導(dǎo)企業(yè)創(chuàng)建綠色工廠,推動(dòng)企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。

        完整的綠色照明衡量指標(biāo)包含高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適等4項(xiàng)指標(biāo)。綠色照明是綠色建筑的重要組成部分,是綠色工廠建設(shè)的重要一環(huán)。住建部頒布的《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》明確了綠色建筑的評價(jià)細(xì)則,按照申報(bào)的綠色建筑星級(jí)進(jìn)行評審。

        2 光源選擇

        要實(shí)現(xiàn)綠色照明,關(guān)鍵是要合理地選擇照度標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行照明設(shè)計(jì)和控制,核心是光源的選擇。在水泥工廠的照明設(shè)計(jì)中,我們應(yīng)采用效率高、壽命長、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、調(diào)光控制設(shè)備及光控器材),構(gòu)建一個(gè)安全、明亮、環(huán)保、舒適的綠色照明環(huán)境。

        目前,光源已經(jīng)發(fā)展到第四代,光源的發(fā)展歷程如下:

        第一代光源:熱輻射光源,如白熾燈、鹵鎢燈。

        第二代光源:弧光放電燈,如熒光燈、緊湊型熒光燈。

        第三代光源:氣體放電燈,如高壓鈉燈、高壓汞燈、金鹵燈。

        第四代光源:發(fā)光二極管(LED燈),電磁感應(yīng)燈(無極燈LVD)。

        目前水泥廠常用照明用光源及性能參數(shù)見表1。

        3 LED燈具的特點(diǎn)

        LED即半導(dǎo)體發(fā)光二極管,LED燈具采用超高亮度發(fā)光二極管作為發(fā)光源。LED燈具以其高效、節(jié)能、壽命長、安全、抗震性強(qiáng)、響應(yīng)速度快、冷光源、無污染等特點(diǎn),正在成為新一代主力照明產(chǎn)品,促進(jìn)了環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

        LED燈具與傳統(tǒng)燈具相比較,具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):

        (1)節(jié)能。LED燈為直流驅(qū)動(dòng),電能轉(zhuǎn)換效率達(dá)95%以上,耗電量為白熾燈的1/10,比高壓鈉燈節(jié)電60%,比金鹵燈節(jié)電55%。

        (2)使用壽命長。LED燈體積小、重量輕,外殼采用高可靠性且先進(jìn)的環(huán)氧樹脂封裝工藝,確保LED燈使用壽命可達(dá)到5~10萬小時(shí)。

        表1 水泥廠常用照明用光源及性能參數(shù)

        (3)安全。電源采用高頻變壓器隔離設(shè)計(jì),安全,超低電壓輸出。

        (4)免維護(hù)。不積灰,易清理。

        (5)綠色環(huán)保。光源中沒有鉛、汞等污染元素,光線健康,LED燈的光譜幾乎全部集中于可見光頻段,不含紫外線和紅外線(高壓鈉燈光線中含有紫外線和紅外線,僅有23%在可見光區(qū)域,金鹵燈則有50%以上在可見光區(qū)域內(nèi)),對環(huán)境沒有任何污染,從生產(chǎn)過程到使用過程直至報(bào)廢幾乎全無污染,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的綠色環(huán)保節(jié)能;沒有電磁干擾(高壓鈉燈及金鹵燈中的電子鎮(zhèn)流器會(huì)產(chǎn)生電磁干擾);對電網(wǎng)無污染,功率因數(shù)≥0.9,諧波失真≤20%,EMI符合全球指標(biāo)。

        4 LED燈與傳統(tǒng)燈具替換方案

        在傳統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)方案中,一般在辦公區(qū)域設(shè)置熒光燈,在生產(chǎn)車間設(shè)置高壓鈉燈或金鹵燈,隨著LED燈應(yīng)用越來越廣泛,我們也開始嘗試在水泥廠的照明設(shè)計(jì)中使用LED燈。

        以200WLED泛光燈燈具和400W鈉燈燈具發(fā)出的總光通量為衡量指標(biāo),比較如下:

        200WLED泛光燈燈具總光通量為:

        200(功率)×100(發(fā)光效率)×85%(燈具效率)=17 000lm

        400W鈉燈燈具總光通量為:

        400(功率)×70(發(fā)光效率)×55%(燈具效率)=15 400lm

        由此可見,200WLED泛光燈燈具發(fā)出的總光通量略大于400W鈉燈燈具發(fā)出的總光通量。

        根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了LED燈替換傳統(tǒng)照明燈具方案如下:一般辦公室、電力室常用的T8型36W熒光燈可以用T8型的18W或20WLED燈替代;車間用的CXTG64-NGF-70W/100W/150W高壓鈉燈可以用車間LED燈30W/50W/80W替換;路燈用的250W/400W高壓鈉燈可以用150W或200WLED路燈替換。

        已經(jīng)執(zhí)行的國外某2 500t/d水泥熟料生產(chǎn)線項(xiàng)目主要生產(chǎn)用LED燈具和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)選用的燈具規(guī)格、數(shù)量對比見表2。

        根據(jù)表2,按照每天工作8h、電單價(jià)0.8元/kWh計(jì)算,LED燈一年電費(fèi)約為12.8萬元,傳統(tǒng)高壓鈉燈一年電費(fèi)約為26.8萬元。LED燈具采購成本與一年電費(fèi)合計(jì)61.3萬元,傳統(tǒng)高壓鈉燈采購成本與一年電費(fèi)合計(jì)70.4萬元(未考慮后續(xù)維護(hù)成本的情況)。高壓鈉燈一般每年都需要維護(hù),而LED燈理論上6年免維護(hù)。相比較而言,在綠色工廠建設(shè)的要求下,LED燈的采用可以為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境價(jià)值。從節(jié)能減排角度來看,使用LED燈一年能夠節(jié)電17×104kWh,相當(dāng)于減少煤炭燃燒量63.75t,減少氣體排放總量136t,有利于節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。

        表2 某項(xiàng)目LED燈具和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)燈具對比表

        圖1 LED燈照明效果

        在已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的幾個(gè)國內(nèi)外項(xiàng)目中均采用了LED燈,現(xiàn)場實(shí)際的照明效果見圖1。從項(xiàng)目的實(shí)施照明效果可以看到,LED燈有很好的照明效果。

        5 結(jié)語

        在環(huán)境問題日益受到公眾關(guān)注的今天,在水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩及國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)不斷深化改革的大背景下,建設(shè)綠色工廠是今后水泥工程建筑建設(shè)的必然選擇,而綠色照明是水泥廠實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)的重要組成部分。在照明設(shè)計(jì)中應(yīng)用新型的LED燈,可實(shí)現(xiàn)水泥工程的綠色設(shè)計(jì)、綠色施工和水泥行業(yè)的綠色發(fā)展。

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