绿色照明在电厂中的应用专题.docx
《绿色照明在电厂中的应用专题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《绿色照明在电厂中的应用专题.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
绿色照明在电厂中的应用专题
电厂实施“绿色照明”专题报告
目录
1.绿色照明的定义和在电厂中应用的意义
2绿色照明在电厂设计中的具体应用
2.1节能措施在本工程照明设计中的应用
2.2本工程照明设计中如何提高照明质量
2.3集控室的照明方案
2.4本工程照明设计的经济比较
3.结论
1.绿色照明的定义和在电厂中应用的意义
随着科学技术的发展，人类物质文明和精神文明得到不断提高。
目前全国照明耗电达1433.25~1719.9亿度。
推行“绿色照明工程”可节约大量电能，减少能源消耗，保护环境。
因此，原国家经贸委在1996年印发了《中国绿色照明工程实施方案》，推动发展节约电能、保护环境、改善照明质量为内容的绿色照明活动的开展。
绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（包括光源，电器附件，灯具，配线器材，调光控制设备及光控器材），最终达到建成环保，高效、舒适、安全、经济、有利于环境和提高人们工作、学习和生活质量的照明系统。
实施绿色照明的宗旨，就是要达到节能、环保、高质量，经济实用的效果。
目前在火力发电厂照明设计中，我们依然沿用着一般工矿照明的设计思路，只是考虑满足基本的照明功能需要，距绿色照明的要求还有一段距离。
如果在工程设计中能够大量采用绿色照明和照明节能技术，对于提高生产人员的工作效率，改善工作环境，同时降低厂用电率，提高经济效益都有巨大的意义。
2.绿色照明在电厂设计中的具体应用
根据绿色照明的定义，在工程照明设计中应重点考虑以下几个方面：
节能、提高照明质量、集控室的照明方案优化。
2.1节能措施在电厂照明设计中的体现
3.1.1采用高效率的照明灯具
绿色照明要求的高效优质照明灯具的效率应满足以下推荐值：
表一、荧光灯灯具效率最小值
灯具光输出口形式
敞开式
带铝片格栅
带保护罩（玻璃或塑料）
光滑透明或带棱齿型
磨砂
灯具效率
75%
60%
65%
55%
表二、高强气体放电灯具效率最小值
灯具光输出口形式
敞开式
带格栅或透光罩
灯具效率
75%
55%
对于没有防护要求的较清洁的场所，应首先选用开启型灯具；对于有防护要求的场所应尽量采用透光性能好的透光材料和反射率高的反射材料，以保证有较高的效率。
同时，还应使所选灯具的配光曲线与被照环境相适应，使被照面的照度均匀，避免照度过于集中或分散。
为了使光通量的利用率高，在厂房和车间应首先选用直接型和半直接型灯具。
灯具选择方案如下:
在汽机房零米层、6.9米层第一种选择方案为选择块板型高效率灯，配金属卤化物灯光源，该灯具反射器采用双块板结构，灯具效率为77%，为宽配光，最大距高比为1.8，保护角为24º，该类光源还有光通量大，寿命长，可达1000~2000小时，尤其是显色指数可达70，对颜色的还原性好，人体感觉舒适度强。
该灯将吸壁安装在柱上或管吊在楼板下。
在汽机房零米层、6.9米层第二种选择方案为钢线槽下吸荧光灯的安装方式，这种方式在最近的几个工程中已应用，在一些涉外工程中也应用过，由于荧光灯的光效光强不如金属卤化物灯，工程中仍然推荐第一种方案。
在汽机房运转层选择推荐采用混光灯，该灯具反射器为铝合金光滑面结构，灯具效率为79.8%，为窄配光，最大距高比:
A-A为0.6，B-B为0.9，保护角为17º，光源采用ZJD400+NGX250，该灯具吸顶安装在汽机房屋架上。
考虑金属卤化物灯的显色指数能满足要求，也可采用窄配光块板灯，光源采用ZJD400。
在锅炉房、输煤系统、煤仓层、灰库等要求防水、防尘、防腐等有防护要求的场所，我们将采用四防灯。
该灯散光罩采用聚碳酸脂材料制成，罩体纵向有可防直射眩光的棱镜条，该灯采用对称的双曲面反射器，灯具效率达71.4%，防护等级为IP65，配用光源为紧凑型3U荧光灯。
该灯具可吸顶、可管吊、可吸壁、可立管安装。
锅炉本体照明，采用短距离，宽光带，抗微震，耐冲击的高效铝合金灯具。
光源采用螺旋型电子节能灯，主要特点是节电，光分布均匀，显色指数可达82，是美国GE公司近年来重点推广的绿色照明产品之一。
再配置时控照明箱，在夜间一定的时段内，自动熄灭部分灯具，以节约电能。
高大的辅助车间的照明灯具选择块板灯。
生产办公类和生活类的辅助建筑的照明灯具选择，在有吊顶的地方采用镜面铝高效节能灯具，反射器采用抛物状进口镜面铝反射器，格栅为进口防眩铝格栅，该灯具效率达70%左右，格栅保护角按30º设计，该灯具可嵌入安装，也可吸顶安装。
无吊顶的地方采用银灰色铝合金型材灯具。
采用细管径直管荧光灯，比传统荧光灯提高光效20%，提高寿命30%，寿命可达6年以上。
控制室、计算机室采用可调节间接照明灯具，避免盘柜表面，计算机显示器的反光，减少眩光，以减轻操作人员的视觉疲劳，既提高了照明质量，有体现了以人为本的人性化要求。
在辅助建筑里将用嵌入荧光灯或筒灯代替以往工程中采用的漫反射的吸顶灯，光源用荧光灯或紧凑型荧光灯代替白炽灯。
道路及室外大面积照明，灯具采用铝压铸壳体，配置光曲线较好的道路灯具和投光灯具，使用寿命长，降低维护费用。
光源采用高压钠灯，寿命可达28500小时，光通量大，节能效果显著。
光穿透力强，就是在雨天、雾天时照明效果远好于其它光源，是目前室外照明最理想的光源，再配以光控时控一体化的照明箱，更可节约大量电能。
其它场所选择何种高效节能灯具待施工图设计时确定。
3.1.2采用高效率、长寿命的电光源
高效率、长寿命的电光源在以往的电厂设计中早已开始采用，如高压钠灯金属卤化物灯在室外，主厂房，高大厂房中的广泛应用，荧光灯在各种建筑中的应用，但同时也应看到一些不足，如仍采用T12粗管荧光灯，在走廊，楼梯间，门厅等场所仍大量采用白炽灯光源。
现将各种主要电光源比较如下：
表三、主要电光源技术性能指标
光源种类
光效（lm/W）
显色指数（Ra）
色温（k）
平均寿命（h）
普通白炽灯
15
100
2800
1000
卤钨灯
25
100
3000
2000~5000
普通荧光灯
6
70
全系列
10000
三基色荧光灯
93
80~98
全系列
12000
紧凑型荧光灯
60
85
全系列
8000
高压汞灯
50
45
3300~4300
6000
金属卤化物灯
75~95
65~92
3000/4500/5600
6000~20000
高压钠灯
100~120
23/60/85
1950/2200/2500
28500
低压钠灯
200
1750
28000
高频无极灯
55~70
85
3000~4000
40000~80000
表四、三种荧光灯技术性能指标比较
型号
管径（mm）
比较项目
T12
38
容量（W）
20
40
65
长度（mm）
604
1215
1514
光通量（Lm）
980
2560
显色性（mm）
80
T8
26
容量（W）
18
36
58
长度（mm）
604
1214
1515
光通量（Lm）
1350
3350
5200
显色性（mm）
85
T5
16
容量（W）
24
39
54
80
长度（mm）
549
849
1149
1449
光通量（Lm）
2000
3500
5000
7000
显色性（mm）
80
表五、紧凑型节能荧光灯和白炽灯光源指标比较
紧凑型节能荧光灯
容量（W）
7
9
11
13
18
26
65
光通量（Lm）
400
600
900
900
1200
1800
4300
平均寿命（h）
≥10000
8000
显色性（Ra）
≥80
白炽灯
容量（W）
15
25
40
60
100
光通量（Lm）
110
220
350
630
1200
平均寿命（h）
1500
通过以上的比较，可以得出：
在照度相同的情况下，用紧凑型节能荧光灯替代白炽灯节电效果为：
18W替代100W节电82%；13W替代60W节电78%；7W替代400W节电82.5%.
若用T836W细管荧光灯替代T1240W粗管荧光灯，照度提高24%，节电10%；用T818W细管荧光灯替代T1220W粗管荧光灯，照度提高27%，节电10%；
用T524W细管荧光灯替代T1240W粗管荧光灯，照度降低22%，节电40%。
由于高压汞灯的显色性太差，在电厂照明中我们基本上已不再采用此种光源。
虽然高压钠灯的光效和寿命较金属卤化物灯更长，且国产金属卤化物灯质量不稳定，进口金属卤化物灯价格较高，但是高压钠灯的显色指数均比金属卤化物灯低，欠佳的显色性影响了工作的舒适性，因此在工程主厂房仍推荐采用显色性好的金属卤化物灯或高显色的高压钠灯光源。
综上所述，在工程中将用T8细管荧光灯替代T12粗管荧光灯，用紧凑型节能荧光灯替代白炽灯，在显色性要求高的场所采用金属卤化物灯，在显色性要求不高的场所，如室外道路照明采用高显色高压钠灯。
3.1.3采用节能的灯用电器附件
为了保证不同类型电光源在电网电压下正常可靠工作而配置的电器件统称为灯用电器附件。
常用的灯用电器附件有：
镇流器、启辉器、触发器及电容器。
镇流器的能耗一般占到整个灯具能耗的20%~30%，因此我们着重考虑镇流器的选用。
常用的镇流器一般分为电感式镇流器和电子镇流器两大类，电感式镇流器又分为传统型和节能型两类。
现将各种镇流器比较如下：
表六、镇流器的功耗占灯功率的百分比（%）
灯功率
电感镇流器
电子镇流器
传统型
节能型
<20W
40~50
20~30
10~11
30W
30~40
~15
~10
40W
22~25
~12
~9
100W
15~20
~11
~8
250W
14~18
~10
<8
400W
12~14
~9
~7
>1000W
10~11
~8
传统电感镇流器的优点是：
可靠性高、价格低廉、寿命长（10年以上）；其缺点是：
体积大、重量重、自身功耗大、有噪音、灯有频闪。
节能型的电感镇流器是一种新型产品，采用新型节能型的电感镇流器代替传统电感镇流器，其节能效果已接近电子电感镇流器的水平，相对电子感镇流器来讲，这种镇流器具有售价低、谐波含量低、可靠性高的优势。
电子镇流器的优点是：
节能（自身功耗低、可进行功率补偿、高频点灯提高灯效率10%以上）、启动可靠、可实现调光、体积小、无频闪、无噪音、重量轻；其缺点是：
成本相对较高、使用的元器件较多，稳定性，一致性相对较差、寿命相对较短（5年）。
通过比较，在工程设计中将用节能型的电感镇流器和电子电感镇流器代替传统电感镇流器。
3.1.4合理的配线、减少配电线路的损耗
根据《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》第9.0.5条“大面积使用气体放电灯的场所，宜装设补偿电容器，功率因数不应低于0.85”的规定，本工程中将在电子镇流器中加电容补偿功能，将使线损减少。
在配线时应根据计算合理的选择导线截面。
优化配电方式，把单相改为两相三线或三相四线供电，线损可以比原来下降75%~80%。
本工程将在较长的照明线路中采用三相四线。
对于道路照明将以往的集中供电改为分区供电。
3.1.5采用各种照明节能的控制设备和器材
采用合理的照明控制方式是实现节能的重要手段。
本工程主要考虑以下几点：
（1）采用照明开关集中控制与就地控制相结合的方式，室内相对多地设置照明开关，以很方便的开关，从而达到节能的目的。
应根据该房间出口情况的不同相应设置不同的开关，如有两（三）个出口，则设置双（三）控开关，人从哪个出口进出都可方便开关灯。
在电厂的配电室和其它不经常有人的场所，将设置开关，没人工作时就立即将所有灯关闭。
（2）户外照明的控制可采用时钟，光控的方式。
采用光电控开光可以在白天起到一定的节能效果，但在深夜无人时，常明的灯也是一样的浪费。
在工程的设计中，我们更倾向集中控制或时钟控制。
道路照明可分区在有人值班的控制室集中控制。
（3）在走廊和楼梯间有采用声控、光控或复合型的控制的做法。
（4）不同照明开关控制的灯具宜根据被照明场所使用功能的不同分区间隔布置，可根据外界光线的情况或使用要求决定灯具开启的数量。
（5）在集控室中将设置调光开关，通过控制荧光灯的光输出量来达到调节照度的目的。
3.2工程照明设计中如何提高照明质量
3.2.1照度水平的确定
照度水平主要包括照度标准、照度均匀度和空间照度等内容。
在确定工程照度标准时应综合考虑视觉功效、舒适的视觉环境、技术经济和节能等因数。
主要场所的推荐照度如下：
汽机房除运转层外各层100lx.汽机房运转层300lx.
锅炉房及本体各层50lx.集中控制室400lx.
继电器室及配电室150lx.生产办公楼300lx.
厂区道路照明5lx.
照度均匀度是表述在参考平面上照度变化的量，一般是参考平面上最小照度与平均照度之比。
照度均匀度均按：
室内大于0.7考虑，室外道路大于0.4考虑。
在满足照度标准的同时，还应注意房间照度的合理分布，合理的照度分布有利于视觉工作。
3.2.2限制眩光，提高照明舒适度
眩光是指在视野内由于亮度分布或范围不适宜，在空间或时间上存在着极端的亮度对比，一致引起不舒适和降低目标可见度的视觉状况。
眩光可分为：
直接眩光、反射眩光、失能眩光、不舒适眩光、光幕反射。
在厂房照明设计中重点要解决的是直接眩光。
解决直接眩光的办法首先是在选灯具时要考虑灯具最小则光角，厂房的直接眩光质量等级按D级考虑，规程要求的小遮光角是20º，该场所采用的块板灯的遮光角为24º，能满足限制
直接眩光的要求。
解决直接眩光的第二种办法是限制灯具的最低悬挂高度，最低悬挂高度与采用的光源和灯具有关系，一般厂房内采用的块板灯是有反射罩，不带格栅，采用的光源为金属卤化物灯或高显色高压钠灯，功率为150W~250W，根据照规程要求，其最低悬挂高度为5.5米。
本工程块板灯的悬挂高度定为5.5~6米，能满足限制直接眩光的要求。
在控制室的照明设计中重点要解决的是反射眩光和光幕反射。
反射眩光是由视野内的顶棚、墙面、桌面、设备或其它光滑表面反射的高亮影像或亮度差所产生的。
反射眩光和光幕反射更接近视线，因此比直接眩光更不利。
一般解决的措施如下：
（1）采用低亮度光源或在灯具上采取遮光方法，使反射影像的亮度处于容许的范围以内。
（2）如光源或灯具亮度不可降低到理想程度，可对部灯位置或物件本身位置进行调整，使反射影像处于视线之外。
（3）可提高照度，以增加光源数量，减少反射眩光和光幕反射的影响。
（4）改善表面特性，减弱镜面反射的能力。
在控制室的照明设计将着重在采用低亮度光源或在灯具上采取遮光方法和合理布置灯具位置上多考虑。
一种方法是采用间接照明的方法，另一种方法是采用新型点光源。
3.2.3照明系统的安全性
工程安全的照明系统应包括两个方面：
一方面指照明系统自身设备器材的安全性，另一方面是指相对于正常照明的事故照明系统。
为保证照明系统自身设备器材的安全性应采取以下措施：
（1）为了保护人身安全，灯具所有带电部分必须采用绝缘材料等加以隔离，这种措施称为防触电保护。
灯具的防触电保护等级分为四级：
0类；I类；II类；III类。
各类灯具的主要性能及在本工程中应用情况见表七。
本工程中建议尽量少采用0类保护等级的灯具。
（2）应按每回导线核实的计算电流来选择导线截面，对于锅炉本体等高温场所采用耐热导线。
（3）所有插座回路均应按单相三线配线（带保护线），分支回路导线截面最小为4mm2。
表七、各类灯具的主要性能及在工程中应用情况
灯具等级
灯具主要性能
应用说明
本工程应用场所
0类
保护依赖基本绝缘-在易触及的部分及外壳和带电体间的绝缘
适用安全程度高的场所，且灯具安装维护方便
高大厂房，各建筑
I类
除基本绝缘外，易触及部分及外壳有接地装置，一旦基本绝缘失效时，不致有危险
适用金属外壳灯具，如投光灯，路灯，庭院灯等，提高安全度
室外，卫生间，潮湿场所等，生产办公楼，控制楼等
II类
除基本绝缘，还要补充绝缘，作成双重绝缘或加强绝缘，提高安全性
绝缘性好，安全程度高，适用与环境差，人经常接触的灯具
各种行灯
III类
采用安全电压（交流有效值<50V）,且灯内不会产生高于此值的电压
灯具安全程度最高，用于恶劣环境
电缆隧道
事故照明系统除按照《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》中要求设置的外，将重点考虑为满足消防要求如何布置应急灯。
本工程除交流事故照明外，在楼梯间及经常有人活动的场所设立带蓄电池的应急灯，在各出入口和主要通道设置事故标志等，以便在事故时方便地引导人员疏散逃离。
3.3集控室的照明方案
作为电厂照明设计的重要部分，集控室照明从来都是人们关注的重点。
从最早的发光带，到后来的发光天棚，再到最近的发光块，一直致力于寻找更好的照明方式。
随着集控室内控制设备的变化，相应的照明的一些思路也应改变。
结合绿色照明概念，我们希望集控室照明设计既满足建筑方面的要求，同时要能达到舒适、节能、实用的功能要求。
这就要求着重在灯具和光源的选型上多加考虑。
控制室大约为宽12.0米,深为30.6米,层高3.6米。
热控专业的大屏幕和CRT均布置在集控室的中间位置，因次在照明考虑上希望将集控室分为三块，中间部分的照明是主要考虑的对象，两侧为次要考虑的对象。
通过建筑吊顶的高低变换（中间高两侧低）来实现，同时在照明灯具的不同来区分。
集控室照明做了两个方案，一个方案是中间部分照明采用间接照明灯具，建筑的吊顶上留有灯槽，将这种灯吸顶安装在灯槽里，该灯采用铝合金专用型材，反射器采用薄钢板加工，表面喷涂白色高级烤漆或静电喷塑，其灯光经多次反射后再射至工作面，无直射和反射眩光，光线柔和舒适，亮度均匀。
该灯具采用T8或T5荧光灯光源，可采用电子镇流器，同时采用调光控制（由于电子镇流器的寿命相对较短，因此也可考虑采用节能型电感镇流器）。
这种方案的照度计算结果见附表一。
另一个方案是采用新型点光源，这种照明方式在国家调度中心的控制室中已采用，反映这种照明的效果不错。
在其它设计院设计的集控室照明中采用过该方案。
该方案中采用的灯具和光源有待进一步调研，本方案暂按采用金属卤化物灯来考虑。
这种方案的照度计算结果见附表二。
经计算两种方案都可满足照度要求，我们推荐采用方案一。
3.4工程照明设计的经济比较
由于受设计阶段地限制，主厂房照明材料目前无法准计算。
现以前面介绍的集控室照明材料数量为基础，通过对采用节能光源和电子镇流器与采用传统的光源和电感镇流器进行比较，来简单说明电厂采用绿色照明技术的节能效果。
集控室面积12.0x30.6m2,用嵌入式间接照明灯具,灯具安装高度3.6米,被照面要求平均照度400lx.，现比较采用T1240W和T8,36W在都能满足照度要求的情况下各耗用电容量为多少。
经计算，采用T1240W需20880W，采用T836W需16020W，年节电约42573度，节能效果明显。
同样以集控室为例，若按T8,36W荧光灯光源考虑，灯具按三管考虑，则需镇流器150只，现将采用传统镇流器和电子镇流器作一粗略的比较。
设定条件如下：
（1）传统镇流器价格每只按10元，寿命按10年，每年计算10%折旧费；
电子镇流器价格每只按30元，寿命按5年，每年计算20%折旧费，均不计利息。
（2）年利用小时数按6000h（集控室照明基本上为常明）。
（3）电价按0.5元/kW.h计（镇流器耗电量按表六计算）。
其费用比较结果见表八。
表八、集控室采用传统镇流器与电子镇流器年费用比较
类型
数量
年折旧费（元）
年电费（元）
年费用（元）
年费用比较（%）
传统型
150
150
9900
10050
100
电子型
150
900
4050
4950
49.2
上面仅就集控室照明作了粗略的经济比较，可以看出采用绿色照明技术后，经济上是有利的。
采用绿色照明技术，初始的投资会较以往高一些，但若将全厂的照明都计算进去，经过多年运行之后，仅节能这部分就会给电厂带来一定的经济效益。
4.结论
自从1993年我国启动“中国绿色照明工程”以来，其它行业已率先在各自的项目中进行实施，电力行业也相继在一些项目中开始实施，得到了各方面的重视。
绿色照明在火力发电厂中的应用在技术上是可行的，在经济上是有利的，从环保的角度讲更是必要的。
对于绿色照明如何在集控室照明设计的应用，我们将在下阶段工作中进一步进行广泛调研，吸取同行业的经验，并结合集控室建筑特点，设备布置进行多方案优化，力争将集控室照明设计为工程的一个闪亮点。
升级会员 