珊溪水電站照明系統改造優化方案

摘要：目前電力行業正在全面開展節能降耗行動。對于發電企業，照明改造也是節能降耗的重中之重。通過對國內電力行業照明系統的調查分析，發現大多數企業的廠房照明系統存在以下問題：亮度低、設備舊、耗能高、維護高、舒適性差等。文章以珊溪水電廠的照明系統改造優化為例，嘗試探析發電廠的節能照明最優方案，僅此拋磚引玉，望同行指正，共建綠色家園。

關鍵詞：水電廠；照明系統；改造優化；節能照明

中圖分類號：TV697 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）16-0105-03

珊溪水電壩址控制流域面積1529km2，占全流域面積3252km2的47%。壩址多年平均年徑流量18億m3。總庫容18.04億m3，電站裝機容量20萬kW，多年平均年發電量3.55億kW·h。

珊溪水庫工程主要建筑物有大壩、開敞式溢洪道、泄洪洞、引水隧洞和發電廠房等。大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂高程156.8m，壩頂長度448m，最大壩高130.8m；開敞式溢洪道設在左岸山坡，溢洪閘5孔，每孔凈寬12m；泄洪洞位于左岸，洞長308m，城門洞型；在岸設有2條引水隧洞，洞徑7m，洞長分別為354m和374m；發電廠房面積89.8×21.6m。裝設4臺5萬kW水輪發電機組。

本廠照明系統自電廠投產后同步開始運行，至今已有13年，已瀕臨淘汰。因此，該套系統優化升級也恰逢其時。

1 存在的問題及分析

（1）主廠房：燈具數量過多、耗電量大、照度低；（2）封閉母線廊道：燈管裸露，存在安全隱患；（3）蝶閥層：燈具損壞較多、設備亮度不足；（4）空壓機室：燈具安裝不合理，無法滿足監控要求，設備照度不均勻；（5）單燈發光效率低，無法滿足照度要求；（6）儀表區域缺乏照明，不方便巡檢。

2 照明設計依據

2.1 綠色照明標準

綠色照明完整的內涵包含高效節能、環保、安全、舒適4項指標不可或缺。高效節能、環保意味著以消耗較少的電能獲得足夠的照明，從而明顯減少電廠大氣污染物的排放，達到環保的目的。安全、舒適指的是光照清晰、柔和及不產生紫外線、眩光等有害光照，不產生光污染。

2.2 行業設計要求

2.2.1 平均照度：根據國際電工委員會（CIE）和我國《工業企業照明設計標準》（GB50034-2004）、《綠色照明企業標準》的推薦照度標準，并同時根據600MW電廠生產工藝的要求，因此工作場地平均照度依照CIE標準及生產工藝流程設計。

2.2.2 照度均勻性：均勻度是指工作面上的最低照度和平均照度之比，按照我國的相關標準，此值不宜低于0.8。

2.2.3 較好的光色和顯色性：合適光色的光源可營造良好的工作環境，提高工作效率。顯色性主要考慮要識別機械設備和加工部件的顏色，識別安全標志的顏色。按照室內工作要求，色溫應大4000K以上，顯色性在60以上為宜，特殊區域顯色性在80以上。

2.2.4 燈具需要滿足防水、防腐、防塵和防震動的要求。依據地區氣候高溫、潮濕的特點，為了生產安全的需要，必須選擇具有良好防觸電保護和絕緣性能可靠的燈具。

3 優化設計部分

3.1 優化設計主要區域

主廠房及端副廠房：中控樓下電纜夾層及電纜道；水泵房：水輪機層主廠房及下游副廠房；蝶閥層及上層平臺：油處理室、空壓機室、絕緣油庫及油處理室、風機室。

3.2 優化方案分析——方案可行性

3.2.1 照明需求分析。各目標區域照明需求不同，如何科學地選擇有針對性的照明燈具，進行合理化的設計組合，達到生產工藝標準，是此方案設計的關鍵。

3.2.2 配置方案依據和分析：

（1）照度問題。

軟件優化設計：公司引進并運用德國照明設計軟件DIAlux并針對各個區域進行空間模擬設計。

主要優勢分析：精確的照度計算、強大輸出報表功能（數量、流明、配光曲線、3D空間仿真圖、總負載表）建立場景模型、快速生成各種空間。POV-Ray渲染器自動生成3D效果圖，并提供場景描述語言。附加新功能、完成錯誤光色渲染、燈具節點控制、無限定的燈具布局。

（2）安全問題。

對燈具壽命的要求：燈具維護維修需要較多的人力、物力和財力，由于燈具進行維護很不方便，這就要求使用的照明燈具維護量少，使用壽命長，能達到免維護是最佳的選擇。

對燈具的防護性能的要求：

第一，主廠房、副廠房、開關站等燈具安裝屬于室內照明，要求使用的照明燈具需具備防塵、防震及一些區域防爆的功能；路燈、偏坡、升壓站燈具安裝屬于戶外照明，要求使用的照明燈具具備三防功能（防塵、防水、防震），不然將加劇燈具的光衰及其維修更換頻率，增加運行成本，影響正常的生產運行，存在安全隱患。

第二，燈具屬于長時間工作燈具，夜間均須連續工作，使用過程中易產生高溫，這就要求照明燈具具備良好的工作穩定性和散熱性。這些要求是普通的非工業專用燈具所不具備的。

第三，目前電網普遍電壓不穩定，使用的照明燈具就應具備寬伏工作電壓。

（3）舒適度——照度均勻性及眩光處理：

NFC9180經過漫反射技術處理，光線柔和均勻，無眩光，廣泛應用于水力發電廠的主廠房、廊道等區域。采用密閉結構設計，防水防塵；獨立的腔體結構設計，散熱性能好，該款燈具可以滿足現場工作需求。

NSC9700為大范圍寬光束泛光燈，從它的配光曲線可以看出在中心對稱線左右兩側50°內光通量均勻分布，本方案中的NSC9700的安裝高度與安裝間距相等，因此燈具的光線投射均勻。

NYC9321為防震方艙熒光燈，采用優化結構設計，防震性能優越，透明件透光效果好，光效高，透明件采用防眩光處理，有效避免了使用人員的視力疲勞。

對于壁掛式照明，對控制直接眩光要求較高，一方面需要從安裝高度上來控制保護，而本方案設計安裝高度為8～10m，產生眩光的可能性極小；另一方面需要選擇較好的透光材料，燈具NFC9180、NSC9700等運用先進的光學和照明原理優化設計，光線柔和、無眩光。

4 主廠房設計方案分析

5 方案設計核心價值

（1）科學設計、優化組合：我們運用了德國引進的DIAlux照明設計軟件，結合建筑特點、行業經驗對方案進行了進一步的優化設計。

（2）經濟美觀、傳遞文化：為提升珊溪水電清潔能源文化和風景旅游的形象，同時突出中國傳統文化特色，主體燈具以“中國結”的造型凸顯民族元素。

（3）綠色照明、經濟美觀：改造方案不僅突出綠色照明理念，而通過合理配置達到經濟美觀的作用。

（4）精心打造、民族品牌：通過科學合理的優化設計為該項目打造綠色照明精品工程，傳遞中國文化元素，并以為業主提供“增值服務”的方式突出珊溪水電核心價值觀，最終提升民族品牌戰略合作的形象。

（5）精品工程、額外效益：通過全廠的照明和環境設計改造，改善工作環境的同時成為珊溪電廠的亮點工程形象，使其成為飛云江的一顆璀璨明珠，吸引旅客觀光游玩，增加額外收益。

6 結語

優化后照明方案的燈具采用專業燈具公司定做的低能耗高光效氣體放電光源，燈具對光源光通量利用效率高，同時照明系統針對各區域的燈具進行科學組合、系統控制、后期維護成本低，長期使用經濟效益更為明顯。

現方案針對發電企業對照明環境的特殊要求，研發出有針對性的工業照明燈具，并且量身定做的照明設計方案，在保證理想照明效果的同時，最大程度地減少了照明燈具的使用數量，降低了功耗，并保證整套照明系統在壽命期內穩定、正常的使用，確保各區域生產作業對照明的高要求。

作者簡介：鄭新海（1976—），男，浙江溫州人，珊溪水力發電廠中級水機水電工程師，研究方向：電力生產管理；施前偉（1978—），男，浙江金華人，溫州市水利局中級水機水電工程師，研究方向：電力生產管理。