電廠輸煤系統(tǒng)照明的優(yōu)化與改進

摘要：經(jīng)過十幾年的運行，原輸煤系統(tǒng)的照明燈具、布線方式等已無法滿足當前綠色節(jié)能的要求，且存在極大的安全隱患，因此需要對其進行優(yōu)化與改進，以保障穩(wěn)定可靠運行，減少能源浪費，降低人工、設(shè)備維護成本。現(xiàn)對電廠輸煤系統(tǒng)照明的優(yōu)化與改進進行分析，對保證輸煤系統(tǒng)照明的安全經(jīng)濟運行具有重要意義。

關(guān)鍵詞：輸煤系統(tǒng)；照明；智能

中圖分類號：TM621.7? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2023）10-0018-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2023.10.005

1? ? 電廠概況

我廠位于廣東省揭陽市惠來縣靖海港東側(cè)的濱海地帶，地貌分屬于濱海殘丘臺地和潮間淺海帶，處于嚴苛的海洋、工業(yè)大氣腐蝕環(huán)境，鹽霧大。輸煤區(qū)域的照明設(shè)備更是處在潮濕、高鹽、高溫、粉塵大、振動大等惡劣環(huán)境中，卸煤皮帶棧橋則是深入海中，因此對照明設(shè)備有嚴格的技術(shù)要求以及更高的防護等級要求。

2? ? 電廠輸煤系統(tǒng)照明存在的問題

目前，電廠輸煤系統(tǒng)照明設(shè)備分布廣、數(shù)量大、老化嚴重，缺陷率高，維護投入的人力、物力較大，近年來每年照明系統(tǒng)維護消耗的各類燈具及配件等物資價值接近10萬元。存在的具體問題如下。

2.1? ? 現(xiàn)場照明布置不合理，照度分布不均

原輸煤系統(tǒng)照明燈具都是沿皮帶棧橋中部布置安裝，棧橋兩側(cè)沒有照顧到，導(dǎo)致很多地點照度嚴重不足，對運行巡檢、設(shè)備檢修等影響較大，且影響人員通行安全。

2.2? ? 現(xiàn)場照明功率選型未經(jīng)合理優(yōu)化

原照明燈具型式為常規(guī)金屬鹵化物燈具，光效低，能耗高；部分區(qū)域泛光燈配光狹窄，照度不均勻。150 W金鹵燈光衰嚴重，測其照度不足20 lx，不滿足文獻[1]DL/T 5390—2014《發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中關(guān)于照明照度的規(guī)定。工作人員實際上長期處在低照度環(huán)境下工作，易疲勞。長期有人工作或停留的房間或場所，照明光源的顯色指數(shù)（Ra）不宜小于80，在燈具安裝高度大于6 m的工業(yè)建筑場所的照明，Ra可低于80，但必須能夠識別安全色。

照度根據(jù)文獻[1]DL/T 5390—2014《發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計技術(shù)規(guī)定》和文獻[2]GB 50034—2004《建筑照明設(shè)計標準》，應(yīng)滿足發(fā)電廠內(nèi)燃料區(qū)域照度標準值表要求，如表1所示。

2.3? ? 現(xiàn)場照明燈具部件老化嚴重

現(xiàn)場燈具狀況如圖1所示，照明燈具防護罩、底座、支架銹蝕嚴重，透明件密封圈老化嚴重，導(dǎo)致內(nèi)部積污較多，縮短了燈具使用壽命。

2.4? ? 各類型式及燈具品牌繁多

由于不同區(qū)域使用的照明設(shè)備不一，備件占用庫存大，維護成本高。

2.5? ? 照明配電安全隱患多

輸煤系統(tǒng)因煤粉嚴重，每天需要沖水清洗，原照明電纜布置在皮帶沿線地面電纜槽內(nèi)，沿線電纜接頭多，容易被水淋濕引發(fā)短路，日常故障率高，且極易發(fā)生照明線路短路及人身觸電事故，威脅維護人員人身安全。

2.6? ? 特殊部位照明抗振效果差

卸船機因卸煤工況復(fù)雜，整機振動大，原卸船機上使用燈具抗振性能差，造成燈具經(jīng)常燒壞，不能滿足現(xiàn)場作業(yè)的要求，關(guān)鍵部位照明故障影響夜晚卸煤，大大降低了工作效率。文獻[1]指出，振動、擺動較大所使用的燈具應(yīng)有防振和防脫落措施。

2.7? ? 照明需求不一，造成浪費

生產(chǎn)重要區(qū)域的照明通常需要保持24 h全亮，但由于不同的生產(chǎn)區(qū)域的照明需求不一，故一直存在部分區(qū)域光源布置不合理，造成用電浪費等問題。

2.8? ? 布線不符合規(guī)范

原皮帶棧橋沿線整體照明供電電纜走線施工以及接線不規(guī)范，分支引出線沒有分線盒，照明總電源出來到現(xiàn)場沒有設(shè)置分段配電箱，電纜線路沒有配套的電纜槽，檢修維護不方便。電纜走線或者沿建筑物支撐鋼梁綁扎或者放在C型槽鋼內(nèi)，對照明系統(tǒng)影響很大。文獻[1]指出，發(fā)電廠和變電站生產(chǎn)車間的照明分支線路宜采用銅芯絕緣導(dǎo)線穿管敷設(shè)；潮濕的場所以及有酸、堿、鹽腐蝕的場所，照明線路應(yīng)采用阻燃塑料管或鍍鋅鋼管敷設(shè)；露天場所的照明線路宜采用銅芯絕緣導(dǎo)線穿鍍鋅鋼管或采用鎧裝護套電纜敷設(shè)。

3? ? 照明系統(tǒng)優(yōu)化方案及實施

為了徹底解決現(xiàn)場照度不均、不足，照明設(shè)備故障率居高不下，安全隱患多的問題，需要對輸煤系統(tǒng)照明進行優(yōu)化改造，對照明進行合理的分組和精細化控制，最大限度延長照明壽命，降低維護成本和用電成本。

3.1? ? 運用照明云控系統(tǒng)，實現(xiàn)照明智能管理

文獻[1]提出，照明節(jié)能宜采用分區(qū)、分組集中手工控制方式，或采用光控、時控等自動控制。控制室等重要場所在有條件時可采用智能燈控系統(tǒng)。由于照明系統(tǒng)關(guān)系到電廠照明安全，因此智能控制系統(tǒng)的可靠性以及單燈監(jiān)控設(shè)備的故障率將直接影響整個照明系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行。

可以采用具有先進技術(shù)水平的成熟穩(wěn)定的云控系統(tǒng)設(shè)備，并建立一個可擴展的平臺，充分考慮與前期工程兼容性和后續(xù)擴展性，實現(xiàn)既可以獨立應(yīng)用，也可以聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。既能滿足未來十年內(nèi)照明照度要求，又要保證智能控制系統(tǒng)在智慧化電廠管理創(chuàng)新方面具有先進性。

系統(tǒng)可擴展多種傳感設(shè)備，傳感器包括光照度傳感器、微波傳感器等。系統(tǒng)需兼容已有的智能照明系統(tǒng)，實現(xiàn)無縫聯(lián)動。系統(tǒng)需支持服務(wù)器的主從備份，當主服務(wù)器損壞或死機時，備份服務(wù)器可以自動接管工作。網(wǎng)關(guān)自帶實時時鐘，設(shè)置有斷電記憶功能，可以不連接外網(wǎng)或重新來電時還能運行定時。網(wǎng)關(guān)損壞時，傳感器與墻壁開關(guān)及遙控器可以繼續(xù)控制燈具。

3.2? ? 選用更適合輸煤系統(tǒng)使用的綠色照明

輸煤系統(tǒng)綠色照明的優(yōu)化改造應(yīng)圍繞節(jié)能和壽命展開。通過能源分析、軟件編程實現(xiàn)各種節(jié)能手段，采用優(yōu)質(zhì)管理達到節(jié)能效果。采用配光合理，滿足360°照明需求，具備良好電磁兼容性，有防雷設(shè)計，有隔離系統(tǒng)，能防水、防塵、抗振，防腐防護等級達到IP65級的高品質(zhì)LED綠色智能照明燈具。

更換合適的LED燈具，能延長照明設(shè)備的有效壽命，減少燈具更換次數(shù)，極大降低使用維護費用，也可以節(jié)能降耗少用電，還可以大大降低日常維護備件消耗及人力消耗。

3.3? ? 改變照明配電布線方式

將所有照明管線全部拆除，采用鍍鋅管穿線架空明敷或選擇合適位置架空布置規(guī)范的電纜槽的方式，有效隔離照明管線與沖洗水的接觸，從根本上保障人員人身安全。

文獻[3]提出，根據(jù)燈具的安裝場所及用途，引向每個燈具的導(dǎo)線線芯最小截面應(yīng)符合以下規(guī)定：燈頭線工業(yè)建筑室內(nèi)銅芯軟線線芯最小截面為0.5 mm2，移動用電設(shè)備的導(dǎo)線生產(chǎn)用銅芯軟線線芯最小截面為1.0 mm2。

更換主供電電纜，增加分線盒到分段電纜，設(shè)分段照明開關(guān)配電箱，分段控制（大約150 m一段），這樣一旦個別照明故障可將問題限制在分段內(nèi)，最大程度減小對生產(chǎn)的影響，也便于檢修維護；分接頭處配置標準電纜分線盒，規(guī)范安裝電纜套管，改善照明系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。智能照明進行強弱電完全分離式布線，人體所能接觸到的為安全弱電，這樣就從源頭上杜絕了安全隱患。

3.4? ? 節(jié)約資源，減少浪費

通過對燈具進行改造和智能管理，實現(xiàn)二次節(jié)能，改變部分區(qū)域光源過剩、光照不均等問題，可以使企業(yè)的生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效益產(chǎn)生良性循環(huán)。

文獻[4]提出，應(yīng)急照明包括疏散照明和備用照明，在正常照明故障時即應(yīng)急狀態(tài)1 min內(nèi)，燈具應(yīng)達到規(guī)定的額定輸出光通量，并持續(xù)到額定應(yīng)急時間結(jié)束。而其他正常照明則根據(jù)天氣情況和實際生產(chǎn)情況的光照度，實現(xiàn)照明設(shè)備的自動開關(guān)及光度調(diào)節(jié)。采用微波感應(yīng)智能技術(shù)，人來燈亮，人走燈暗，實現(xiàn)節(jié)能。通過合理安排照明燈具的開啟時間，實現(xiàn)重點區(qū)域照明充足可靠，普通區(qū)域合理減少常亮照明，避免以往粗放式的照度管理模式，既節(jié)省大量的電能，又延長燈具的使用壽命。

按照70 W LED燈具代替150 W傳統(tǒng)金鹵燈的照度，光是燈具的功率節(jié)省就可以做到節(jié)電50%以上。輸煤區(qū)域照明系統(tǒng)使用150 W金鹵燈數(shù)量超過1 500套，照明負荷超過200 kW，如果按照智能化LED照度管理，一年節(jié)省的電費與維護耗材費可超過25萬元。

3.5? ? 自動巡檢，自動查報故障及其具體位置

每個智能燈具具有一個獨立ID，采用無線MESH組網(wǎng)方式組網(wǎng)。燈具與燈具之間、燈具與其他傳感器之間具有聯(lián)動功能，聯(lián)動距離可達50 m，聯(lián)動策略可采用手機、電腦配置下發(fā)到各智能燈具。每個智能燈具可以實現(xiàn)任意組網(wǎng)，并能接入已有的智能照明系統(tǒng)。軟件支持地圖定位，可讀取燈具狀態(tài)開關(guān)、調(diào)光狀態(tài)信息。單燈具有故障告警，單燈控制器支持本地故障監(jiān)測功能，可自動檢測燈具的功率實現(xiàn)本地報警，單燈控制器具備LED燈故障檢測功能，具有遠程升級程序的功能。可統(tǒng)計電量信息，故障信息系統(tǒng)可視化。

根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境布置燈具具體位置和數(shù)量，既能實現(xiàn)系統(tǒng)自動巡檢，查看故障信息，又能定位具體故障位置從而減少維護量，還能避免因不知道具體是哪個單燈故障從而辦理不停電作業(yè)更換燈泡帶來的安全隱患。

3.6? ? 與消防、監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)智能照明價值最大化

以燈為載體，實現(xiàn)消防、監(jiān)控設(shè)施聯(lián)動。通過對輸煤系統(tǒng)照明的升級改造，實現(xiàn)消防與燈光、監(jiān)控與燈光聯(lián)動，將定位系統(tǒng)與電廠內(nèi)的消防系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，在發(fā)生火災(zāi)、爆炸、氣體泄漏等危險事故引發(fā)異常報警的同時彈出現(xiàn)場視頻畫面，進行燈光閃爍和語音報警，便于管理人員第一時間了解現(xiàn)場情況并進行處理，提升應(yīng)急處理能力，減少事故傷亡；便于事故回放，掌握事故原因。

4? ? 實施效果

經(jīng)過多方考察論證，結(jié)合本廠輸煤系統(tǒng)照明實際，在卸煤皮帶棧橋開展局部改造。通過選用節(jié)能型光源、能源分析、軟件編程實現(xiàn)各種節(jié)能手段，采用優(yōu)質(zhì)管理達到節(jié)能效果。智能照明系統(tǒng)可以對照明進行合理的分組和精細化控制，智能化控制系統(tǒng)最大限度降低了用電成本。

采用微波感應(yīng)智能調(diào)光模式，人來燈亮，人走燈暗，一方面可極大節(jié)省電費開支，另外一方面由于燈具大部分時間處于低功率運行狀態(tài)，燈具壽命增加，相當于降低了設(shè)備運行維護成本。以卸煤皮帶棧橋改造區(qū)域200套70 W的智能燈具為例來分析智能燈具帶來的經(jīng)濟效益，每年可節(jié)約電費及維護費約10萬元。同時，改善了現(xiàn)場照度分布，提高了人員通行、檢修維護、運行巡檢等的安全性、便利性。通過項目的實施，大幅提高了相關(guān)照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低了檢修工作量，達到了預(yù)期效果。

[參考文獻]

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[2] 建筑照明設(shè)計標準：GB 50034—2004[S].

[3] 電氣裝置安裝工程電氣照明裝置施工及驗收規(guī)范：GB 50259—1996[S].

[4] 應(yīng)急照明燈具安全要求：GB 7000.2—1996[S].

收稿日期：2023-01-06

作者簡介：翁珠琴（1985—），女，廣東人，助理工程師，主要從事大型燃煤機組輸煤系統(tǒng)電氣控制及檢修工作。