淺析選煤廠設(shè)計(jì)中照明燈具的選用

摘要：從選煤廠的實(shí)際情況出發(fā)，分析金屬鹵化物燈、普通白熾燈和新形LED燈在日常工作中的應(yīng)用和效果對(duì)比。

關(guān)鍵詞：選煤廠 燈具 節(jié)能

1 選煤廠實(shí)際情況對(duì)燈具的要求

選煤廠的設(shè)計(jì)和一般工礦相比情況是截然不同的，因?yàn)槠洮F(xiàn)場(chǎng)情況比較復(fù)雜，所以對(duì)燈具的選擇也要求極為嚴(yán)格。

①對(duì)燈具的防護(hù)等級(jí)要求較高，這是因?yàn)橥ǔ＿x煤廠中空氣的濕度較大、粉塵較多，如果粉塵進(jìn)入燈具會(huì)導(dǎo)致發(fā)光效能減弱和。②燈具要有良好的抗震功能，因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境的震動(dòng)強(qiáng)度比較大。③燈具要具有高度的顯色性，同時(shí)受復(fù)雜工作環(huán)境影響，要具有一定的防眩功能。④空氣濕度大易凝成水珠附著，要求等燈具具備抗熱能力，同時(shí)要有抗電壓波動(dòng)的能力。⑤燈具必須要有壽命長(zhǎng)、質(zhì)量高的特點(diǎn)，這樣不僅可以為工作人員提供穩(wěn)定的照明條件，便于更好地進(jìn)行工作，同時(shí)也會(huì)減低燈具的損耗，降低維修和更換燈具的費(fèi)用。

2 普通白熾燈

2.1 工作原理 普通白熾燈的工作原理是：當(dāng)電流通過燈絲時(shí)，會(huì)產(chǎn)生能量，巨大的能量不斷在燈絲上積聚，燈絲的溫度就會(huì)達(dá)到2000℃，這時(shí)燈絲會(huì)進(jìn)入白熾化的狀態(tài)。燈絲的元素組成中的原子核外電子在受到激發(fā)刺激之后，就會(huì)向外層遷移，光就是由這個(gè)環(huán)節(jié)中的多余能量產(chǎn)生的，白熾燈因此得名。

2.2 優(yōu)缺點(diǎn) ①優(yōu)點(diǎn)：集光性能比較好，光色強(qiáng)，同時(shí)成本比較低廉。②缺點(diǎn)：由于發(fā)光的原理是熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽埽阅芰康睦寐什睢Ｊ軠囟雀叩挠绊懀话銇碚f壽命比較低，需要時(shí)常更換。

3 金屬鹵化物燈

3.1 工作原理 金屬鹵化物燈中通常是充滿了氣體和少量的金屬鹵化物，整個(gè)發(fā)光過程需要一分多，階段分為三個(gè)：①觸發(fā)階段：金屬鹵化物燈中只有兩個(gè)電極存在，是不存在燈絲的，不可以被直接點(diǎn)燃，需要先進(jìn)行使用觸發(fā)器觸發(fā)高壓作用把其中的氣體電離之后才可以點(diǎn)燃。②著火階段：放電電壓達(dá)到加熱電極的程度后，這時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)輝光放電的現(xiàn)象，為以后的弧光放電打下基礎(chǔ)。③正常發(fā)光階段：弧光放電出現(xiàn)之后，電極的溫度會(huì)越升越高，向外發(fā)射的電子數(shù)目也逐漸增多，從而進(jìn)入到弧光放電階段。燈的放光狀態(tài)也逐漸變強(qiáng)直到進(jìn)入正常狀態(tài)，時(shí)間要一分鐘多，如果電源啟動(dòng)和電流的狀態(tài)比較好，有可能會(huì)縮短這個(gè)過程。

金屬鹵化物是這種燈具的發(fā)光材料，它以固態(tài)的形式存在于燈具當(dāng)中，金屬鹵化物燈就是以此作為發(fā)光機(jī)理的。這種燈具的發(fā)光效率要受到燈具的尺寸和外形、工藝和結(jié)構(gòu)以及所含何種金屬物有關(guān)。

3.2 優(yōu)缺點(diǎn) 金屬鹵化物燈最大的特點(diǎn)就是極高的發(fā)光效率，發(fā)光時(shí)不會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。金屬鹵化物等的光譜是建立在連續(xù)光譜上的密集現(xiàn)狀光譜，所以對(duì)物體的顯色度極高，也就是對(duì)物體的色彩還原很好。它的色溫可達(dá)5000～6000K，人眼的感覺是根據(jù)色溫高度取決的，色溫高了，人眼就會(huì)感覺亮度高。金屬鹵化物燈壽命也不是很高，這是因?yàn)樗捏w積小而亮度很高決定。目前受到技術(shù)水平的限制，我國(guó)生產(chǎn)的此類燈具壽命只有8000h左右。

4 LED燈

4.1 工作原理 LED燈也叫發(fā)光二級(jí)管，P型和N型的半導(dǎo)體組成的晶片是它的核心部分，它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件。當(dāng)注入的少數(shù)載流子和多數(shù)的載流子在半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中反應(yīng)復(fù)合時(shí)候，多余的能量就會(huì)以光的形式被釋放出來，就把電能轉(zhuǎn)換成了光能。

4.2 優(yōu)缺點(diǎn) ①電壓：LED燈普遍使用低壓電源，安全性方面比使用高壓電源要高得多，所以非常適用于公共場(chǎng)所。②效能：效能消耗很低，只占同等光效白熾燈的20%。③污染性：不含有害金屬汞，安全無污染。④響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間短，白熾燈為毫秒級(jí)，而LED燈僅為納秒級(jí)。⑤顏色：可以通過化學(xué)修飾的方法，實(shí)現(xiàn)多種顏色的改變，把材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙調(diào)整以后，就可以根據(jù)電流大小來改變顏色。⑥價(jià)格：價(jià)格來說比較昂貴。和白熾燈相比較的話，幾只LED燈的價(jià)格就會(huì)和一只白熾燈相當(dāng)，但是一組信號(hào)燈通常需要幾百只發(fā)光二級(jí)管組成，所以成本很高。

5 金屬鹵化物燈運(yùn)用在選煤廠具備的優(yōu)勢(shì)

5.1 金屬鹵化物燈和普通工礦燈相比 ①發(fā)光效率高：同樣拿100W的金屬鹵化物燈和普通礦燈來比較，金屬鹵化物燈光通量為8000lm，光效是80lm/W，而白熾燈的光通量才僅僅只有1050lm，光效是10.5lm/W。通過數(shù)據(jù)可以看出，相同的條件下，金屬鹵化物燈的光照值相當(dāng)于白熾燈的8倍左右，這樣明顯的節(jié)能效果是顯而易見的。②使用壽命長(zhǎng)：白熾燈是靠熱發(fā)光，能量的轉(zhuǎn)換率低，只有一小部分能量可以得到有效的利用，壽命要受到燈絲溫度的影響，一般來說只有1000h左右，金屬鹵化物燈的壽命一般可以達(dá)到8000h～15000h，是白熾燈的8到15倍。③防護(hù)等級(jí)高：近些年來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬鹵化物燈性能已經(jīng)逐漸完善。廠商們也在不斷進(jìn)行工藝的創(chuàng)新和改良，生產(chǎn)出來很多適合工礦使用的金屬鹵化物燈，較之以前的產(chǎn)品來說更加科學(xué)實(shí)用，具有很好的防眩光性能和抗震性能，滿足了工礦企業(yè)對(duì)照明燈具的特殊需要。

5.2 金屬鹵化物燈和LED燈相比 ①產(chǎn)品的穩(wěn)定性高：金屬鹵化物燈已經(jīng)有數(shù)十年的生產(chǎn)歷史，工藝已經(jīng)趨于完善成熟，而LED燈中的白光LED燈的生產(chǎn)尚且摸索發(fā)展的階段，雖然也出現(xiàn)了一些工礦用的產(chǎn)品，可是工藝不成熟，不適合在選煤廠使用。②性價(jià)比高：LED燈對(duì)然壽命較金屬鹵化物燈來說要高得多，可是其價(jià)格比較昂貴，況且使用的地點(diǎn)有一定的局限性，所以在選煤廠的照明方面是遠(yuǎn)遠(yuǎn)及不上金屬鹵化物燈的。

6 結(jié)論

通過以上對(duì)三種燈具的介紹和對(duì)比，可以得出這樣的結(jié)論：金屬鹵化物燈是更加適用于選煤廠的，可以達(dá)到節(jié)約資源、延長(zhǎng)使用時(shí)間、提高光亮度、減少資金投入等一系列目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂湘武.淺析選煤廠設(shè)計(jì)中照明燈具的選用.山東煤炭科技.2012-04-15.

[2]孫西瑞，李英健.高效率礦燈的設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化.2008（03）.

作者簡(jiǎn)介：

徐景龍（1964-）男，遼寧省丹東人，工程師，大專，機(jī)電專

業(yè)。