卷煙廠企業技改中照明節能技術的應用研究

黃紅敏 張銀悅

摘 ?要：近幾年，煙草領域的資源得到了有效整合，企業生產期間，需要消耗大量的電能，燈具應用周期有限。該文簡要分析了照明節能技術，主要研究了卷煙廠各空間的燈具選用以及智能控制技術，前者從燈具本身以及選擇2個方面分析，后者則對系統結構及使用裝置、方式加以闡述。

關鍵詞：卷煙廠;照明節能技術;智能控制系統

中圖分類號：TB49 ? 文獻標志碼：A

0 引言

對于卷煙廠來說，其日常的照明用電量最高占比達到15%。而造成其照明用電占比過大的主要原因在于，卷煙廠應用的照明裝置亮度偏低，且管控方式存在滯后性。因此，探究照明節能技術對卷煙廠的長期發展具有實際意義。

1 照明節能技術

1.1 照明控制模式

以某卷煙廠為例，其采取的總線技術達到了對照明系統動態監控的效果，其中包括各單元借助總線實現基本通信，且各單元之間獨立工作，不會出現內部干擾的情況。既達到了簡化原本復雜運行結構的效果，還保證了照明功能應用的便利性，節省人力、物力的投入，并且照明質量也有所加強，具有識別故障的功能，為后續的管理維護工作提供便利條件。

聯合工房是卷煙廠照明的主要場所，借助照明節能技術，在降低能耗的同時，可以強化照明控制效果，此外，技術人員可以直接通過操作面，掌握內部各燈具的工作情況，提高燈具的使用效率及故障診斷效率。通過對燈具點亮時間的控制，采取依次啟動的方式，能夠避免同時啟動大量燈具對線路造成影響。并且還可以分區域開關燈具，對于仍在工作的區域提供照明，在滿足照明需要的同時，達到節能的效果。智能照明技術的應用結合天氣情況以及生產裝置的位置等場內情況，設置不同的照明情境，例如晴天、日間和夜間等，并可以達到特定空間靈活調控的目的。

1.2 照明節能裝置

根據卷煙廠的工作情況，會出現用電較低的時間段，如果正常使用燈具，會導致電壓增加，在此種情況下，不僅會增加電能消耗量，還會使照明裝置出現溫度過高的問題，提高其損耗程度，縮短應用周期。而通過合理的照明改造，在各區域的照明線路末端增設容量控制設備，對線路中的容量加以控制，達到節能以及保證燈具使用周期的效果。

該節能裝置是借助控制燈具運作期間的電壓，實現節能的效果。在卷煙廠的照明線路中加設控制電壓設備，借助傳感等技術合理選擇裝置功率，以降低用電設備無用功的發生機率，保證其正常的工作效率。此外，借助瞬變抑制功能，最大限度降低諧波、瞬變等不良情況對照明裝置的干擾，由此確保照明的穩定以及相應系統的正常工作。同時，通過管控回路，對裝置連接的電源實施動態監控，保證電能輸出端電壓處于較為穩定的狀態，避免燈具由于電壓不穩影響照明效果。在節能裝置中加設旁路系統，能夠直接通過該系統保證對整個照明系統的控制效果。

1.3 合理運維管控

在需要照明的空間內設置照明控制系統，工作人員可以通過該系統，掌握當前各區域的照明情況，以達到分區照明的效果。在使用自動化控制系統的同時，照明系統還可以通過人工操作進行控制，并實現操作模式的自由切換，保證對照明系統的控制效果。在滿足卷煙廠正常生產工作照明需要的同時，盡量節省能源消耗。該系統相連的控制系統中，可以對各區域的照明分別設置使用時間，避免出現不必要的照明。此外，系統操作界面需進行權限管理，強化管理效果[1]。

2 燈具裝置選用及照明設計分析

2.1 LED燈具

經過長期的實踐應用及研究發展，該照明技術愈加成熟，相應的要求標準逐漸完善，其實際應用的效果也有所提升。同時由于生產工藝的優化，提高了生產作業的功率，該類燈具的市場價格逐漸下調。與常規的燈具相比，LED燈在照明效果、使用周期以及后期管理等方面都具有優勢。以金鹵燈為例，其與LED燈相比，其每一萬小時的光衰率達到30%，而LED燈僅為5%～10%;金鹵燈在正常工作狀態下可以使用20 000 h，而LED燈的使用周期是其的2.5倍;在配光曲線方面，LED等相對更好;金鹵燈功率因數應進行補償，而LED燈功率因素較大，不需后續進行補償;顯色指數方面，金鹵燈處于65 Ra～90 Ra的范圍內，波動較大，LED燈則一直大于80 Ra。除此之外，LED燈與無極燈以及熒光燈相比，其在光衰、光效、使用周期和配光曲線等方面都具有較為明顯的優勢，綜合應用質量更佳。

2.2 各空間燈具選擇分析

綜上所述，通過對不同燈具參數進行比較分析，具體的照明系統方案應從3個方面展開設計。

首先，生產煙絲以及高架庫等空間、保存煙絲的空間等，高度通常超過7.5 m，且生產所用的大型裝置偏多，空間上部有較多的管道，在部分生產環節運行期間會產生粉塵等物質，且部分裝置中安裝了顯示屏以及配電箱，都應做好管理工作，確保實時監管。對此，此類空間燈具的選用應綜合考量其防塵以及照明亮度，同時還需要保證其使用周期以及照明的穩定性。通過對各類燈具的實際參數分析，去除原本的金鹵燈和無極燈，改用LED燈具。

其次，卷包環節的作業空間高度達到7.5 m左右，相應的使用裝置更為精密，在下端生產流水作業面上部設有管線，主要負責將卷煙送至特定位置，而在煙絲運送期間極易出現粉塵。與上述空間相同，裝置上的顯示裝置及配電柜都處于監控范圍內，在該空間內需要完成卷煙包裝以及貼標簽的工作，且廊道區域內會有叉車通過。對此，使用的燈具應具備較好的顯色度以及寬廣速配光，并具備防塵功能。由此，將原本的熒光燈燈帶拆除，使用LED燈形成的燈帶完成照明工作。

最后，其他具有輔助性功能以及辦公空間，在選擇燈具時，在保證照明穩定、使用壽命的同時，需要考慮燈具的經濟性、外觀以及舒適度。對此，可結合不同空間需要，安裝LED燈盤或筒燈。

通過對各項參數的全面計算，在燈具照度相同的狀態下，100 W的LED工礦燈能夠代替250 W金鹵燈以及150 W的無極燈，而四十五瓦的燈盤則能夠取代72 W的熒光燈。在上述不同燈具瓦數值確定的情況下，LED燈展現出較好的節能效果，其總體節能效果高達35%～60%，其前期的照明系統建設資金投入量偏高，但是后續的管理維護成本極低。就使用周期來說，金鹵燈以及無極燈平均每兩年半需要更換一次，而LED燈可以持續使用10年之久。

3 智能照明技術的實際應用

卷煙廠如果想在照明方面減少企業運行的成本，不僅要保證使用燈具的合理性，還應實現對照明的有效控制，通過合理調控輸出功率以及啟動時間，避免不必要的電能消耗，達到節能的效果。通過技術的合理優化改進，借助微電子、現代信息等先進技術，形成較為完善的智能照明管控，使照明具有自動化、數字化和人性化等特征，使當前各生產型企業實現現代化必不可少的優化環節。

3.1 控制系統結構

結合卷煙廠生產流程對照明的需求，合理規劃相應的控制系統結構。各生產車間使用的照明系統可連接到同一系統中，但是各分支照明系統應該保持相對獨立的狀態，互不干擾，對此，各生產車間內應安裝該空間內照明系統的手動控制設備。同時，需要設置總控制臺，整個照明系統乃至具體的某個燈具都可以通過此處實現管控。這樣，在實現統一照明管理的同時，還滿足了各車間的實際工作需要[2]。

通過對卷煙廠對照明系統的功能要求，照明控制系統的主干應使用以太網，其上端與總控系統連接，而下端分別與各個車間連接。車間及各工作流程內部，應將總線與各控制裝置及相應的傳感裝置等相連，以太網借助特別的網關與RS485保持正常通信。以卷包工作環節為例，其總線通過網關實現和局域網以及照明管理系統相連，下設傳感裝置、面板以及控制裝置，控制器與具體的照明燈具相連，形成系統控制回路。

3.2 系統控制方式及控制裝置選用

明確照明控制系統網絡規劃后，應結合各個需要照明空間的實際需求，對控制方式和裝置選用進行確定。例如，生產煙絲環節，該環節通常處于連續作業的狀態，為保證照明滿足長期作業的需要，主要借助車間現場的人工控制完成照明情境切換，而遠程操控處于輔助地位。對于卷煙產品保存庫房來說，主要使用移動感應進行照明控制，相應的手動操作為輔。其他具有輔助功能及辦公區域，會提前設定照明啟停時間，并用光感技術、移動感應以及手動操作補充控制。

控制裝置的選用需要結合燈具的調光接口。例如，產品保存區域內通常使用不具有調光功能的燈具，對此，就需要使用分回路的開關裝置，而生產作業區域的靈活度相對較大，對照明的需求也是多變的，對此，應使用可以自由調控的控制裝置，如DALL控制裝置。而在輔助功能空間及辦公區域可結合具體情況選擇控制形式。

4 照明節能效果

以某卷煙廠為例，其改造內容涉及聯合工房、生產空間等區域的隔離照明系統及燈具。改造前，該卷煙廠使用常規的金鹵燈以及熒光燈實現照明，其年度電量超過313萬kW·h。而通過更換LED燈具以及相應的照明控制系統改造，使其年用電量下降至187萬kW·h左右，節省的電費高達200萬以上，單項耗電量降低60%左右。目前，該卷煙廠經過全面改造后，其在耗電量和電費等方面都有所改良，具體來說，LED燈具的安裝功率相較于常規燈具減少了50%，同時配備了智能照明控制系統，電量也大幅度下降。整個照明系統的建設成本偏高，但是由于系統及相應燈具的后續管理運維成本偏低，經過長期使用就可以持平傳統建設成本數額，該周期通常在2年左右，由此得出LED燈加上智能照明控制系統的綜合經濟性較好[3]，某卷煙廠生產車間如圖1所示。

5 結語

為了節約能源，實現長期可持續發展，節能成為社會各界關注的問題。卷煙廠通過合理改造，緩解了用電量過大的問題，而如何使現有節能技術充分發揮作用，應對各項改進方式加以分析。借助對照明系統優化的嘗試，為卷煙廠其他能耗系統的改良提供參考。

參考文獻

[1]喬建國.卷煙廠建設過程中節能措施與技術的應用[J].設備管理與維修，2019（7）：23-25.

[2]王永香，王鋒.照明節能技術在卷煙廠技術改造中的應用[J].建筑電氣，2018，37（8）：53-56.

[3]鄧曉菲.基于總線控制的卷煙廠車間智能化照明系統的設計[J].機械工程與自動化，2018（3）：186-188.