電廠輸煤系統(tǒng)照明的優(yōu)化與改進(jìn)

1電廠概況

我廠位于廣東省揭陽(yáng)市惠來(lái)縣靖海港東側(cè)的濱海地帶,地貌分屬于濱海殘丘臺(tái)地和潮間淺海帶,處于嚴(yán)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(dòng)大等惡劣環(huán)境中,卸煤皮帶棧橋則是深入海中,因此對(duì)照明設(shè)備有嚴(yán)格的技術(shù)要求以及更高的防護(hù)等級(jí)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(yán)重,缺陷率高,維護(hù)投入的人力、物力較大,近年來(lái)每年照明系統(tǒng)維護(hù)消耗的各類燈具及配件等物資價(jià)值接近10萬(wàn)元。存在的具體問題如下。

2.1現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)照度嚴(yán)重不足,對(duì)運(yùn)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(chǎng)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。150w金鹵燈光衰嚴(yán)重,測(cè)其照度不足20lx,不滿足文獻(xiàn)DL/T5390一3014《發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中關(guān)于照明照度的規(guī)定。工作人員實(shí)際上長(zhǎng)期處在低照度環(huán)境下工作,易疲勞。長(zhǎng)期有人工作或停留的房間或場(chǎng)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6m的工業(yè)建筑場(chǎng)所的照明,Ra可低于80,但必須能夠識(shí)別安全色。

照度根據(jù)文獻(xiàn)DL/T5390一3014《發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》和文獻(xiàn)GB50034一3004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,應(yīng)滿足發(fā)電廠內(nèi)燃料區(qū)域照度標(biāo)準(zhǔn)值表要求,如表1所示。

2.3現(xiàn)場(chǎng)照明燈具部件老化嚴(yán)重

現(xiàn)場(chǎng)燈具狀況如圖1所示,照明燈具防護(hù)罩、底座、支架銹蝕嚴(yán)重,透明件密封圈老化嚴(yán)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(kù)存大,維護(hù)成本高。

2.5照明配電安全隱患多

輸煤系統(tǒng)因煤粉嚴(yán)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(hù)人員人身安全。

2.6特殊部位照明抗振效果差

卸船機(jī)因卸煤工況復(fù)雜,整機(jī)振動(dòng)大,原卸船機(jī)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(chǎng)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(xiàn)指出,振動(dòng)、擺動(dòng)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(fèi)

生產(chǎn)重要區(qū)域的照明通常需要保持34h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(fèi)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(lái)到現(xiàn)場(chǎng)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(hù)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(duì)照明系統(tǒng)影響很大。文獻(xiàn)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(chǎng)所以及有酸、堿、鹽腐蝕的場(chǎng)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(chǎng)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(hù)套電纜敷設(shè)。

3照明系統(tǒng)優(yōu)化方案及實(shí)施

為了徹底解決現(xiàn)場(chǎng)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(duì)輸煤系統(tǒng)照明進(jìn)行優(yōu)化改造,對(duì)照明進(jìn)行合理的分組和精細(xì)化控制,最大限度延長(zhǎng)照明壽命,降低維護(hù)成本和用電成本。

3.1運(yùn)用照明云控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)照明智能管理

文獻(xiàn)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(shí)控等自動(dòng)控制?？刂剖业戎匾獔?chǎng)所在有條件時(shí)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(gè)照明系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行。

可以采用具有先進(jìn)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(gè)可擴(kuò)展的平臺(tái),充分考慮與前期工程兼容性和后續(xù)擴(kuò)展性,實(shí)現(xiàn)既可以獨(dú)立應(yīng)用,也可以聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。既能滿足未來(lái)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(jìn)性。

系統(tǒng)可擴(kuò)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(shí)現(xiàn)無(wú)縫聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)需支持服務(wù)器的主從備份,當(dāng)主服務(wù)器損壞或死機(jī)時(shí),備份服務(wù)器可以自動(dòng)接管工作。網(wǎng)關(guān)自帶實(shí)時(shí)時(shí)鐘,設(shè)置有斷電記憶功能,可以不連接外網(wǎng)或重新來(lái)電時(shí)還能運(yùn)行定時(shí)。網(wǎng)關(guān)損壞時(shí),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(guò)能源分析、軟件編程實(shí)現(xiàn)各種節(jié)能手段,采用優(yōu)質(zhì)管理達(dá)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(jì),有隔離系統(tǒng),能防水、防塵、抗振,防腐防護(hù)等級(jí)達(dá)到1P65級(jí)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(zhǎng)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(hù)費(fèi)用,也可以節(jié)能降耗少用電,還可以大大降低日常維護(hù)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(xiàn)提出,根據(jù)燈具的安裝場(chǎng)所及用途,引向每個(gè)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0.5mm2,移動(dòng)用電設(shè)備的導(dǎo)線生產(chǎn)用銅芯軟線線芯最小截面為1.0mm2。

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150m一段),這樣一旦個(gè)別照明故障可將問題限制在分段內(nèi),最大程度減小對(duì)生產(chǎn)的影響,也便于檢修維護(hù);分接頭處配置標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行強(qiáng)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(fèi)

通過(guò)對(duì)燈具進(jìn)行改造和智能管理,實(shí)現(xiàn)二次節(jié)能,改變部分區(qū)域光源過(guò)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(xiàn)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(shí)即應(yīng)急狀態(tài)1min內(nèi),燈具應(yīng)達(dá)到規(guī)定的額定輸出光通量,并持續(xù)到額定應(yīng)急時(shí)間結(jié)束。而其他正常照明則根據(jù)天氣情況和實(shí)際生產(chǎn)情況的光照度,實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的自動(dòng)開關(guān)及光度調(diào)節(jié)。采用微波感應(yīng)智能技術(shù),人來(lái)燈亮,人走燈暗,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。通過(guò)合理安排照明燈具的開啟時(shí)間,實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)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(zhǎng)燈具的使用壽命。

按照70wLED燈具代替150w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150w金鹵燈數(shù)量超過(guò)1500套,照明負(fù)荷超過(guò)200kw,如果按照智能化LED照度管理,一年節(jié)省的電費(fèi)與維護(hù)耗材費(fèi)可超過(guò)25萬(wàn)元。

3.5自動(dòng)巡檢,自動(dòng)查報(bào)故障及其具體位置

每個(gè)智能燈具具有一個(gè)獨(dú)立ID,采用無(wú)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(dòng)功能,聯(lián)動(dòng)距離可達(dá)50m,聯(lián)動(dòng)策略可采用手機(jī)、電腦配置下發(fā)到各智能燈具。每個(gè)智能燈具可以實(shí)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(cè)功能,可自動(dòng)檢測(cè)燈具的功率實(shí)現(xiàn)本地報(bào)警,單燈控制器具備LED燈故障檢測(cè)功能,具有遠(yuǎn)程升級(jí)程序的功能?？山y(tǒng)計(jì)電量信息,故障信息系統(tǒng)可視化。

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

3.6與消防、監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)智能照明價(jià)值最大化

以燈為載體,實(shí)現(xiàn)消防、監(jiān)控設(shè)施聯(lián)動(dòng)。通過(guò)對(duì)輸煤系統(tǒng)照明的升級(jí)改造,實(shí)現(xiàn)消防與燈光、監(jiān)控與燈光聯(lián)動(dòng),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(xiǎn)事故引發(fā)異常報(bào)警的同時(shí)彈出現(xiàn)場(chǎng)視頻畫面,進(jìn)行燈光閃爍和語(yǔ)音報(bào)警,便于管理人員第一時(shí)間了解現(xiàn)場(chǎng)情況并進(jìn)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(shí)施效果

經(jīng)過(guò)多方考察論證,結(jié)合本廠輸煤系統(tǒng)照明實(shí)際,在卸煤皮帶棧橋開展局部改造。通過(guò)選用節(jié)能型光源、能源分析、軟件編程實(shí)現(xiàn)各種節(jié)能手段,采用優(yōu)質(zhì)管理達(dá)到節(jié)能效果。智能照明系統(tǒng)可以對(duì)照明進(jìn)行合理的分組和精細(xì)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(lái)燈亮,人走燈暗,一方面可極大節(jié)省電費(fèi)開支,另外一方面由于燈具大部分時(shí)間處于低功率運(yùn)行狀態(tài),燈具壽命增加,相當(dāng)于降低了設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本。以卸煤皮帶棧橋改造區(qū)域200套70w的智能燈具為例來(lái)分析智能燈具帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益,每年可節(jié)約電費(fèi)及維護(hù)費(fèi)約10萬(wàn)元。同時(shí),改善了現(xiàn)場(chǎng)照度分布,提高了人員通行、檢修維護(hù)、運(yùn)行巡檢等的安全性、便利性。通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)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(dá)到了預(yù)期效果。