“绿色照明”在水泥厂的改造应用及节能分析

2016-04-19许文杰慎建军潘世全杨勇伟闫光启

河南建材 2016年2期

关键词：钠灯荧光灯水泥厂

许文杰慎建军潘世全杨勇伟闫光启

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

“绿色照明”在水泥厂的改造应用及节能分析

许文杰慎建军潘世全杨勇伟闫光启

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

通过使用新型LED光源对水泥厂进行照明节能改造，从照度、节能及成本回收等方面论证改造的可行性。

水泥厂；绿色照明；改造；节能

绿色照明是20世纪90年代初国际上兴起的旨在节约能源，保护环境的照明节电活动。随着科学技术的进步及人类活动的发展，节约能源、保护生态环境已深入人心，成为人类的共识，而水泥行业作为耗能大户，是节能的重点行业。目前水泥厂中依旧大量存在低光效及环境污染大的光源，因此水泥厂的照明节能改造显得十分必要。

1 照明光源的分类

从19世纪末美国的T.A.爱迪生发明了具有实用价值的碳丝白炽灯后，人类从漫长的火光照明进入电气照明时代。经过100多年的发展，照明光源经历了从白炽灯到荧光灯再到高强度气体放电灯，如今已经产生了更优质的光源，即半导体发光二极管光源（LED）。新型LED光源无论从光效、寿命或是环保上来讲，都要优于其他光源。作为典型的绿色照明光源，LED光源是近来国家主要推广的照明光源。各种电光源技术特性对比如下表1所示：

2 LED光源的特点及性能分析

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，因此发光效率非常高，LED光源的主要优势有：1）光效高，LED光源光效已达到100 ml/W左右；2）光效高，LED光源光效已达到100 ml/W左右；3）寿命长，寿命可达5万小时以上；4）显色指数高，显色性好；5）固态封装，抗振动能力强；6）无频闪，纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳；7）绿色环保，不含铅、汞等污染元素，对环境无污染。

由于LED光源相比其他光源在光效、显色指数、寿命及环保等方面有很大优势，因此是照明节能改造的理想替代光源。

3 照明节能应用

现以2007年投产的豫北某4 500 t/d熟料线进行照明数据分析，并将其与照明节能改造后的数据分析进行对比，从照度、节能及成本回收等方面论证节能改造的可行性。

经统计，此熟料线照明灯具共有带反光罩简式荧光灯配备单光源T8直管荧光灯1x36 W共110盏，双光源T8直管荧光灯2x36 W共151盏，反射型投光灯配备70 W反射型高压钠灯共769盏，反射型投光灯配备100W反射型高压钠灯共47盏，路灯配备250 W高压钠灯共96盏。上述灯具及光源参数如下表2所示：

按照熟料线电力室照明每天平均工作2小时，车间与道路照明每天平均工作10 h，一年工作300 d计算，那么此熟料线车间照明灯具的耗电量为297 990 kWh。按照2015年河南省电网10千伏平段电价0.629 20元/kWh计算，熟料线照明每年需支付电费约18.75万元，灯具每年的维护费用约为3.6万元。

表1 电光源主要技术特性汇总表

表2 豫北某厂4500t/d熟料线光源及灯具技术参数表

现对此熟料线进行照明节能改造，将上述照明光源使用LED灯进行等效替换,替换灯具的参数如下表3所示：

表3 LED灯具及光源技术参数

从上表可以看出，LED路灯替换原路灯后灯具光通量基本不变，T8式LED灯替换T8荧光灯后光通量降低约10%，但由于荧光灯光衰较大，2 000 h光衰达到15%,而LED灯10 000小时光衰小于5%,因此T8式LED灯平均照度要大于T8直管荧光灯，LED投光灯替换反射型投光灯后光通量降低约20%，LED光源的光显色性比高压钠灯高，高压钠灯显色指数只有20左右，而LED光源显色指数可达到75以上,从视觉心理角度考虑，达到同等亮度，LED光源的光照度平均可以比高压钠灯降低20%以上，且经过车间照度计算，灯具替换后照明满足水泥厂照明最低标准，因此从照度方面来看，替换方案可行。

改造后按照同样的照明时间，此熟料线照明一年的耗电量将为177 190 kWh，照明每年仅需支付电费约11.15万元，比改造前每年节约120 800 kWh，节电率约40.5%，每年节省电费7.60万元，按照LED灯具寿命30 000 h计算，LED光源年平均维护费用约为3万元,故使用LED光源替换原照明光源后每年节省电费及维护费用约8.2万元。如将熟料线灯具全部替换，按照T8式LED光源18 W灯每盏28元，LED投光灯70 W每盏220元，100 W每盏350元，LED路灯灯头每只1 200元，需要花费的费用约为30.8万元，以节省的电费及维护费用抵消替换灯具费用，则需约4年就可收回成本。