浅析现代水泥工厂的照明设计

杨红梅，刘清柏，台秀慈

目前，水泥工业早已进入大型化、现代化及节能化时代，工厂的照明设施虽然只是水泥厂的辅助部分，但在以人为本、科学管理的现代化生产中，良好的照明质量及科学的照明设计等对保证安全生产、提高劳动生产率、节约能源、提高产品质量都具有重要意义。本文以拉法基水泥厂的照明设计做参考，对现代水泥工厂的照明设计进行初步研究与探讨。

拉法基水泥厂的照明设计分为三类，即正常照明、应急照明、检修用移动照明。其分类与我国的设计规范相同，但做法是不一样的（见图1）。

正常照明是指工厂照明供电电源正常的情况下使用的照明。应急照明是指工厂正常照明供电出现电源故障及发生火灾情况下使用的照明。

对于正常照明，拉法基要求将全厂正常照明电源的等级定为一等，与总降压变电站的级别相等。设专用照明变压器，位于全厂中心位置的窑尾电力室内。由它向各车间照明配电箱供电，而照明变压器的高压侧电源直接来自工厂总降压变电站的中压配电柜，而不是来自车间配电站中压配电柜，故其供电的可靠性不受车间变压器的影响。专用照明变压器检修时，可以通过照明切换箱由车间变压器提供照明电源；本车间变压器检修时，本电力室及车间的照明不受影响。

表1 拉法基车间照明的照度要求

全厂应急照明电源由工厂自备的柴油发电机来提供。拉法基将应急照明灯具分为普通和带电池储能的两种，考虑到灯具的防护等级要求，其中带电池储能的应急灯具只用于电力室及办公室。设计照明时，每一个车间应有正常照明和应急照明的电源配电箱。当图1中的接触器KM2闭合，接触器KM1断开时，每个车间均处于照明电源正常工作的状态。但在照明电源失电时，只有四分之一的应急照明灯具工作，此时，接触器KM1闭合，接触器KM2断开。这是基于柴油发电机的容量来定的，其整个过程是全自动切换的。

另外，拉法基要求在车间的所有门口及楼梯间的适当位置，必须有应急标志灯具，以便在紧急状态下指明疏散方向，增加逃生的机会。

拉法基对车间照明的照度要求见表1。从中可见，国内照度的标准已接近国际标准。

目前，车间照明光源普遍选用高压钠灯，但由于高压钠灯发出的光呈暗红色，因此在合理布置灯具的前提下，很难达到上述车间的照度要求。为此，在拉法基都江堰一线的车间照明，大都采用了荧光灯。

另外，检修用移动照明，由于工作地点狭小或有可能接触接地良好的大金属面，触电危险性较大，拉法基要求在窑头、生料磨、煤磨、烘干机、篦冷机、增湿塔、锅炉、电收尘器等处的电源检修箱提供电压为24V的安全电源，供检修工人照明灯具用，以确保人身安全。

拉法基的上述设计充分体现了以人为本的理念。但是要实现上述理念会带来建设成本的增加，主要体现在对电缆的需求方面，还增加了设计和施工方面的难度。

除此之外，照明智能化设计也应该引起充分重视和推广使用。智能化照明在程序控制方面应具备以下功能:

（1）定时控制：根据预先设定的时间自动开启和关闭；

（2）按需控制：根据现场维护量的需要、设定的时间自动开启和关闭；

（3）最短路线控制：根据现场维护地点的需要，最短路线上的灯具按设定的时间自动开启和关闭；

（4）远程控制：可进行自动、手动和计量输出功能，在中控计算机失去控制的情况下现场可手动开启全部灯具，还有对用电量进行保存、打印及分析功能。

水泥厂大部分建筑厂房都处于相对封闭状态，其采光性非常差，因此绝大部分水泥厂车间内的照明灯具几乎是白天和晚上都在工作。另外由于矿山长皮带输送走廊的距离和窑尾塔架的高度，因种种情况，工厂皮带输送走廊和窑尾塔架的照明灯具几乎也是白天和晚上都在工作。随着水泥生产的现代化和自动化水平的提高，很多设备保护如温度、压力、流量、料位等信号均已在中央控制室的计算机画面得到很好的监控，现场的巡检员是在中控操作员的需要下进行巡检的，正常情况下厂区内处于少人状态，为了降低电耗，一些灯具在无需要的时候就不应该工作，因此现代水泥工厂的照明智能化是很有必要的。目前，一些业主已经提出要求将全厂照明纳入自动控制系统中去。

照明智能化还可以降低劳动力成本，减轻工人的劳动强度，缩短灯具的工作时间，延长使用寿命。照明智能化在节约照明用电方面的功效是很明显的，如拉法基都江堰三线晚上全部灯具都正常工作，其有功功率在240kW左右，估计只有一半室内的灯具白天和晚上都在工作，如果能省下其中的一半灯具的用电量，那数字将是非常可观的。

另外，现代水泥工厂照明光源的选择也是非常重要的。比如在日照时间比较多的地区，有条件的用户在工厂道路照明设计时可使用太阳能照明。应更多地选用LED光源，它具有发光效率高、耗电量小、使用寿命长、工作温度低的优势，在同亮度下，其耗电量是白炽灯的十分之一，荧光灯的三分之一，而寿命却是白炽灯的50倍、荧光灯的20倍，是继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后的第四代照明产品。

总之，水泥工厂的照明设计在原理上是简单的，但是如何把现代水泥工厂照明设计的安全性、人性化、美观性及节能性完美地结合在一起，是我们每一位设计工作者需要认真思考的问题。