談運煤系統的照度計算

任欣境

摘要：根據工程實踐經驗，總結運煤系統照明設計中的照度計算要點。

關鍵詞：運煤系統;照度計算

1.運煤系統及其特點

運煤系統是火力發電廠將來煤通過接卸、貯存、運輸、篩碎等工藝，制備成合適粒徑和品質，然后輸送到鍋爐房原煤斗的整個工藝系統。其中包括卸煤系統、貯煤設施、上煤系統、篩分破碎設備、配煤設備等子系統或設備、設施，以及雜物清除、取樣、計量及其他輔助設備和附屬建筑。[1]

轉運站運輸物料在轉運過程中，由于落差勢能和機械運動部分傳遞給顆粒的動能以及空氣同物料一起運動產生強烈的誘導風，造成溜槽及導料槽內風壓很大，使輸送系統中的粉塵擴散到整個作業區。已經降落到設備上、皮帶機棧橋、廠房地面的粉塵，在設備運轉、人員走動時還會產生二次揚塵。

2.運煤系統照度計算

由于長期存在煤粉，粉塵較多，且為了滿足環保要求，運煤系統建筑物都是封閉式建筑，建筑物內粉塵飄散嚴重，抑制方式有限，且清理工作難度大，燈具積塵嚴重、光衰等現象造成現場照度不夠，無法滿足安全生產需求。故建議在照明設計階段時，做好照度計算工作。

照度計算根據使用的范圍有較多種計算方法，經常使用的方法是逐點法與利用系數法，利用系數法因為看起來計算較為簡便，經常被采用，設計時往往容易忽略利用系數的選取是否合適，甚至有時候在不適用的工作環境下依然使用利用系數法計算，導致計算結果不準確，照明效果不理想。以下根據運煤系統環境特性闡述相關的照度計算方法。

2.1利用系數法

利用系數法是根據光源直接投射到工作面上的光通量和經過室內表面相互反射后再投射到工作面上的光通量，也就是需要根據直射光和反射光兩種光線的作用綜合計算。[2]

利用系數法平均照度基本公式：

利用系數法基本計算步驟如下：

第一步：收集原始數據，包括計算場所的室長（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算公式不一一列出了，可參見《照明設計手冊》）

第三步：計算有效頂棚空間反射比。

第四步：計算墻面平均反射比。

第五步：查燈具維護系數K，參考DLT5390表7.0.4中污染嚴重的環境，運煤系統按照每年3次照明器擦洗次數維護，維護系數K應取0.6。

第六步：由利用系數表查利用系數。（需要燈具廠家提供）

第七步：根據以上計算數據，按照利用系數法平均照度基本公式得出計算結果。

通常我們會根據規范要求的照度值（見表1），計算需要的光源數量，再校驗最大允許距高比以及是否滿足規范節能指標的功率密度值，最后通過計算結果將照明燈具均勻的布置在計算空間內。通過照度計算軟件可以發現，計算出的燈具數量往往比我們實際布置的少，通過計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）和維護系數（K）都是可以準確確認的，誤差基本是由于利用系數的選取造成的。燈具的利用系數是燈具光強分布、燈具效率、房間形狀、室內表面反射比的相關函數，反映的是光源光通量最終在工作面上的利用程度，計算過程比較復雜，而燈具樣本中卻并未提供燈具利用系數表，這就只能依靠經驗判斷了，雖然可以借助相關的計算軟件，但是計算軟件中的利用系數值也只是收集了部分燈具的參數進行計算，未必是我們設計時采納的照明燈具參數，所以計算結果只能算一個參考的結果。

利用系數法更適用于燈具均勻布置、墻和天棚反射系數高、空間無大型設備遮擋的室內反射條件較好的水平面平均照度計算。例如運煤系統的輸煤輔助間的照度計算。

2.2逐點計算法

運煤系統的組成是由多個運煤轉運站、運煤棧橋或長距離管狀帶式輸送機、碎煤機室等建構筑物構成，根據DLT5390第7.0.2條要求：“生產過程中需要監視維護的重要場所宜用逐點計算法校驗其照度值，重要場所包括：主控制室、網絡控制室、單元控制室控制屏、臺上垂直面和傾斜面;反射條件較差的場所，如運煤系統;”且根據運煤轉運站布置情況，存在有設備遮擋的情況，多條煤線交叉的轉運站建筑物還有可能是不規則的形狀，用利用系數法計算，并不能保證需要檢修運維的工作面達到照度要求，且運煤系統還需要進行視頻監控，如果照明設計不理想，同時也會影響視頻監控效果。

逐點計算法相較于利用系數法則只考慮直射光，不考慮反射光的作用，多運用于采用直射燈具的場所，可作水平照度及垂直照度的計算。DLT5390還特別增加了照度逐點計算法計算實例。

根據計算結果顯示，A點的照度可以滿足規范要求的100lx照度要求。

從圖2可以看出運煤系統的轉運站由于不同煤線在此轉運站轉運，建筑平面是不規則的，加之工作環境煤粉飄散，反射條件差，還存在設備遮擋情況，對需要進行監控及運維的區域用利用系數法沒辦法驗證照度是否充足，必須通過逐點法進行校驗。

需要注意的是雖然涉及照度標準值的規范有很多，但是推薦以DLT5390規范要求為準，其他規范一方面是針對運煤系統的不同功能區域提供的照度標準值不夠全面，另一方面是某些規范照度標注值還是依照室外棧橋或室外儲煤場設置，并且封閉式建筑物內的照度值設置普遍偏低，影響現場照明效果。另一個需要注意的是，目前多采用LED光源的照明燈具，LED目前整燈光效在60～120lm/W，在做照度計算時，需要先確認光效值，否則也有可能出現同樣功率的燈具，計算結果差別較大的情況。

5.結束語

運煤系統由于其惡劣的工作環境，照明設計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，這些都關系著運維人員工作的安全，或是影響監控效果的好壞，甚至是出現火災等危險情況時，工作人員能否安全疏散或消防救援工作能否順利進行的關鍵，值得我們引起重視。

參考文獻

[1] DL/T 5187.1-2016. 火力發電廠運煤設計技術規程第1部分：運煤系統

[2]照明設計手冊（第四版）