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工业照明在冶金企业的应用及维护
2016-03-16 11:03:52

工业照明在冶金企业的应用及维护

南钢宝兴钢铁有限公司

1  概述

工业照明作为冶金企业的公共辅助设施 ,越来越受到广泛的关注。生产现场良好的照明不仅仅是为了满足基本照明的要求 ,还可以显著改善现场作业环境 ,提高作业人员的工作效率 ,有效降低设备故障、安全事故的发生。

工业照明在设计及应用上除了应满足作业环境及安全的需要 ,还要适应目前建设节约型社会的要求 ,通过合理选择光源 ,优化照明设计 ,使得工业照明的高效性、经济性及合理性得到体现。

2  照明方式及种类的选择冶金企业现场环境复杂 ,工作层面多 ,不同区域有不同的照明要求。因此要求在照明方式和照明种类上进行综合考虑。

211  照明方式的设计

照明方式按表 1 所示 ,分为一般照明、分区一般照明、混合照明以及局部照明四类。

不同的现场要求不同的照明方式(1)

1  照明方式及适用场所

照明方式

含义

照明方式的选择

一般照明

不考虑特殊、局部的需要 ,为照亮整个场地 而 设 置的照明

一般或无特殊要求的工作场所 通 常 设 置 一 般照明

 

分区一般照明

根据需要 ,满足特定区域的照明要求

同一场所内的不同区域有不同照度要求时 ,应采用分区一般照明

混合照明

一般照明和局部照明组成的照明

对于部分作业面照度要求较高 ,采用一般照明不合理的场所 ,宜采用混合照明

局部照明

为满 足 某 些 区 域(工作面) 的特殊需要而设置的照明

在一个工作场所不应只采用局部照明

一般照明考虑到整个工作面 ,一般选择顶棚式罩灯 ,其涵盖面广 ,光照均匀。分区照明、局部照明主要为满足特定区域而设计 ,可以选择投光灯、荧光灯。

212  照明种类的确定

照明种类如表 2 所示 ,分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明及障碍照明。

2  照明种类及适用场所

照明种类

照明种类的选择

冶金企业适用场所

正常照明

工作场所均应设置正常照明

一般场所

应急照明

备用照明

正常照明因故障熄灭后 ,需确保正常工作或活动继续进行的场所,应设置备用照明

加热炉\炼钢炉\高压配电室\变压器室.

应急照明

安全照明

正常照明因故障熄灭后,需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所,应设置安全照明.

疏散照明

正常照明因故障熄灭后,需确保人员安全疏散的出口和通道,应设置疏散照明.

值班照明

大面积场所宜设置值班照明

电气室\配电室

警卫照明

有警戒任务的场所,应根据警戒范围的要求设置警卫照明

施工、检修场地

障碍照明

有危及航行安全的建筑物、构筑物上,应根据航行要求设置障碍照明

加热炉烟囱顶

应急照明已成为冶金企业照明系统的重要、必须组成部分 ,应急照明必须满足以下几个要素 :

(1) 带充电装置 ,始终保持热备用状态 ,停电时能立即自动点亮。

(2) 根据使用地点及用途 ,要确保一定的应急照明时间。

(3) 易燃易爆区域必须防爆。

由于金卤光源的启动点亮时间长 ,且熄灭后不能马上热启动 ,因此不能作为应急照明光源 ,而应该选择荧光灯和白炽灯,现在最新技术都采用LED。同时应急照明需要定期投用试验 ,确保应急照明的完好。

3  光源的选择

在照明的设计及应用中 ,光源的选择至关重要。通常应从光源的适用性、舒适性、经济性等几个方面进行考虑。

3.1  适用性

3.1.1  合适的照度

照度是指入射在单位面积内的光通量 ,单位为勒克司 (lx) 。照度是照明配置要满足的最基本

要素。

确定照度标准时应根据视觉要求、工作环境等方面进行综合考虑。照度值并不是越高越好 ,照度越高意味着耗电越多。通常可着重从以下几个方面考虑照度要求 :

(1) 对视觉有较高要求 ,如质检等工作区域 ,可采用较高的照度 ;

(2) 存在一定的不安全因素 ,如高速运转的机器附近 ,可采用较高的照度 ;

(3) 可有效避免操作失误 ,提高工作效率的非自动化生产区域 ,可采用较高的照度。

3.1.2  高光效

光源发出的光通量除以光源所消耗的功率称为光效 ,单位为流明/ (lm/ W) 。光效是衡量光源效率、是否节能的重要指标 ,其中光通量是指根据辐射对标准光度观察者的作用导出的光度量 ,单位为流明(lm) 。图 1 为几种光源的光效对比。

 

1  几种光源的光效对比

从图 1 可以看到 ,传统的白炽灯、卤钨灯光效是非常低的 ,随着现在光源技术的发展及进步 ,高光效的钠灯、金卤灯等已被广泛应用于冶金企业中。

金卤灯、钠灯不仅光效高 ,还具有很好的光通量维持率。其在使用 2 000 h ,光通量维持率能保持在 90 % ,在使用 5 000 h ,光通量维持率能保持在 85 % ,在使用 10 000 h ,光通量维持率仍能保持在 75 %

3.2  舒适性

光的舒适性由色温、显色性、照度以及眩光等几个指标来综合衡量。

3.2.1  适当的色温

当某一种光源 (热辐射光源) 的色品与某一温度下的完全辐射体(黑色) 的色品完全相同时 ,完全辐射体 (黑色) 的温度称之为色温 ,单位为开 ( K)

通俗地讲 ,某光源与标准黑体加热到某一温度时的颜色相同 ,此时黑体的绝对温度称为该光源的色温。

如表 3 所示 ,色温在 3 300 K 以下 ,光色偏红给人以温暖的感觉 ;色温超过 5 300 K ,光色偏蓝 ,给人以清冷的感觉 ;色温在 4 000 K 左右 ,人在此色调下 ,无特别明显的视觉心理效果 ,感觉比较适中 ,称为“中间”色温。

金卤灯、荧光灯的光色基本为日光色 ,与自然光无明显的视觉差异 ,而钠灯的光色则明显偏红。

3  不同色温的表现和感觉

色温

色的颜色

色的表现

色的感觉

2700K

烛光色

较红

温暖

3000K

暖白色

偏红

较温暖

3500K-4000K

柔白色

柔白

适中

5000K

日光色

偏蓝

较清冷

6500K

冷日光色

较蓝

清冷

 

3.2.2 显色性好

显色指数反映被照物体颜色的真实度。显色性越高的光源对颜色的表现越好 ,人眼所见到的颜色也就越接近自然色 ;反之 ,显色性低的光源对颜色表现较差 ,人眼很难辩识物体的真实颜色。

国际照明委员会 CIE 把太阳的显色指数作为标准定为 100。用 8 种标准色块比较待测光源的显色和太阳光下的显色差异度的平均值称为平均显色指数 Ra

各类光源的显色指数差异较大 ,如图 2 所示。其中白炽灯、荧光灯以及金卤灯的显色性相对较好 ,而钠灯及汞灯的显色性则最差。

 

3.2.3低眩光

由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜 ,或存在极端的对比 ,以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标的能力的现象称之为眩光。眩光是影响照明质量的重要因素之一 ,有可能会影响人眼对轴、套等部位是否转动的识别。不舒适眩光采用统一眩光值(U GR) 来评价。

一般而言 ,汞灯易产生眩光 ,而金卤灯、荧光灯在应用中基本不产生眩光。

3.3  经济性

经济性不应只考虑灯具及光源的初始投资成本 ,而应从使用寿命、功耗、维护费用等几个方面综合考虑 ,选择最经济的光源及照明方式。

3.3.1  节能

在中华人民共和国国家标准 建筑照明设计标准( GB 50034 2004) ,用照明功率密度(W/ m2) 作为照明节能的评价指标。如表 4 所示 ,通过该强制性条文的执行能全面促进照明效能的提高 ,降低能源消耗 ,达到或赶超世界先进国家的照明能耗水平。

 

3.3.2 平均寿命

一般用一批灯 50 %损坏时的工作时间做为该批照明的平均寿命。金卤灯、钠灯的平均寿命达到了 2 h ,按照冶金企业日均使用照明 14 h 计算 ,光源寿命长达 4 年以上。

3.3.3  维护成本

通常可从以下几方面来降低照明维护成本 :

(1) 选用光效高、选用寿命长的光源及灯具 ,如金卤灯、钠灯。可以减少光源配置数量、降低光源更换费用。

(2) 选用耐受电压波动的光源。冶金企业供电电压波动较大 ,金卤灯、钠灯使用了镇流器、触发器配电线路 ,供电电压在短时间内发生 ±5 %的波动 ,几乎不影响光源的寿命。而白炽灯、卤钨灯则对电压波动比较敏感 ,极易受电压波动影响而损坏。

(3) 较高的防护等级及散热设计。冶金企业高温、粉尘对照明影响很大 ,高温影响光源的使用寿命 ,粉尘则影响灯具的发光效率。所以冶金企业对灯具的防护等级与散热性应有特殊要求。

4  照明的管理与维护

虽然照明系统只是冶金企业的辅助设施 ,但为了保证照明系统的完好率 ,应建立照明运行维护和管理制度。

4.1.1  照明的管理

(1) 应有专人负责照明维修及安全检查 ,并做好相关记录。

(2) 应有专职或兼职人员负责照明的运行管理。

(3) 根据使用环境 ,定期清洁光源及灯具。

(4) 根据光源使用寿命及维持平均照度 ,定期更换光源。

(5) 更换光源时 ,应保证与原光源的一致性 ,不得任意更换光源 ,使得照明的性能参数发生变化。

4.1.2  照明的维护

(1) 对顶棚式厂房照明的维护 ,可以采用成套更换、离线维修的方式 ,提高维护工作效率。

(2) 对光照下降或有明显色差表现的光源 ,提前予以更换。因为光源故障会出现频繁再触发、启动 ,使得触发器、镇流器等元器件损坏。

(3) 安装方式应牢靠、灵活。牢靠可减少震动对灯具尤其光源的损坏 ; 灵活则使得拆换、维修方便。

(4) 定期清灰能够有效提高光照度 ,有利于光源散热 ,提高光源寿命。

(5) 对于应急照明系统 ,还应定期检查充电装置。

5  结语

冶金企业的工业照明标准如表 5 所示。

 

可以看出 ,冶金企业根据不同的工况要求 ,要有针对性地提高功能照明的比例 ,满足各个不同局部的操作要求 ,同时还应考虑人的因素 ,提高工作区域的照明质量。

金卤光源因其光效高、光色发、显色指数高、寿命长等优点 ,应在冶金企业中优先使用 ,在敞开式工厂中 ,考虑到光源需要一定的穿透性 ,可以考虑选择高效的钠灯作为照明光源。

总之 ,未来照明的发展趋势是高效、舒适、节能。工业照明虽然是冶金企业的辅助设施 ,但通过合理选择照明方式及种类 ,优选高效、节能的照明光源 ,加强管理及维护 ,在改善冶金企业的现场作业环境 ,节能降耗等方面还是大有可为的。

 

 



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