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、設備維護成本?，F(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，因此對照明設備有嚴格的技術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，棧橋兩側沒有照顧到，導致很多地點照度嚴重不足，對運行巡檢、設備檢修等影響較大，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計技術規(guī)定》中關于照明照度的規(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計技術規(guī)定》和文獻[2]GB 50034—2004《建筑照明設計標準》，應滿足發(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線穿管敷設；潮濕的場所以及有酸、堿、鹽腐蝕的場所，照明線路應采用阻燃塑料管或鍍鋅鋼管敷設；露天場所的照明線路宜采用銅芯絕緣導線穿鍍鋅鋼管或采用鎧裝護套電纜敷設。

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?？刂剖业戎匾獔鏊谟袟l件時可采用智能燈控系統(tǒng)。由于照明系統(tǒng)關系到電廠照明安全，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水平的成熟穩(wěn)定的云控系統(tǒng)設備，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)既可以獨立應用，也可以聯(lián)網(wǎng)應用。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)需支持服務器的主從備份，當主服務器損壞或死機時，備份服務器可以自動接管工作。網(wǎng)關自帶實時時鐘，設置有斷電記憶功能，可以不連接外網(wǎng)或重新來電時還能運行定時。網(wǎng)關損壞時，傳感器與墻壁開關及遙控器可以繼續(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，引向每個燈具的導線線芯最小截面應符合以下規(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，移動用電設備的導線生產(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，設分段照明開關配電箱，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，應急照明包括疏散照明和備用照明，在正常照明故障時即應急狀態(tài)1 min內(nèi)，燈具應達到規(guī)定的額定輸出光通量，并持續(xù)到額定應急時間結束。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)照明設備的自動開關及光度調(diào)節(jié)。采用微波感應智能技術，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、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?？山y(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)相結合，在發(fā)生火災、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，達到了預期效果。

[參考文獻]

[1] 發(fā)電廠和變電站照明設計技術規(guī)定：DL/T 5390—2014[S].

[2] 建筑照明設計標準：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。