谈运煤系统的照度计算

任欣境

摘要：根据工程实践经验，总结运煤系统照明设计中的照度计算要点。

关键词：运煤系统;照度计算

1.运煤系统及其特点

运煤系统是火力发电厂将来煤通过接卸、贮存、运输、筛碎等工艺，制备成合适粒径和品质，然后输送到锅炉房原煤斗的整个工艺系统。其中包括卸煤系统、贮煤设施、上煤系统、筛分破碎设备、配煤设备等子系统或设备、设施，以及杂物清除、取样、计量及其他辅助设备和附属建筑。[1]

转运站运输物料在转运过程中，由于落差势能和机械运动部分传递给颗粒的动能以及空气同物料一起运动产生强烈的诱导风，造成溜槽及导料槽内风压很大，使输送系统中的粉尘扩散到整个作业区。已经降落到设备上、皮带机栈桥、厂房地面的粉尘，在设备运转、人员走动时还会产生二次扬尘。

2.运煤系统照度计算

由于长期存在煤粉，粉尘较多，且为了满足环保要求，运煤系统建筑物都是封闭式建筑，建筑物内粉尘飘散严重，抑制方式有限，且清理工作难度大，灯具积尘严重、光衰等现象造成现场照度不够，无法满足安全生产需求。故建议在照明设计阶段时，做好照度计算工作。

照度计算根据使用的范围有较多种计算方法，经常使用的方法是逐点法与利用系数法，利用系数法因为看起来计算较为简便，经常被采用，设计时往往容易忽略利用系数的选取是否合适，甚至有时候在不适用的工作环境下依然使用利用系数法计算，导致计算结果不准确，照明效果不理想。以下根据运煤系统环境特性阐述相关的照度计算方法。

2.1利用系数法

利用系数法是根据光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量，也就是需要根据直射光和反射光两种光线的作用综合计算。[2]

利用系数法平均照度基本公式：

利用系数法基本计算步骤如下：

第一步：收集原始数据，包括计算场所的室长（l）、室宽（b）、光源光通量（Φ）、顶棚空间高（hc）、地板空间高（hf）、室空间高（hr）以及是否有采光窗，如果有，确定采光窗面积。

第二步：计算各空间比，室空间比、顶棚空间比、地板空间比。（以下第二步至第四步的计算公式不一一列出了，可参见《照明设计手册》）

第三步：计算有效顶棚空间反射比。

第四步：计算墙面平均反射比。

第五步：查灯具维护系数K，参考DLT5390表7.0.4中污染严重的环境，运煤系统按照每年3次照明器擦洗次数维护，维护系数K应取0.6。

第六步：由利用系数表查利用系数。（需要灯具厂家提供）

第七步：根据以上计算数据，按照利用系数法平均照度基本公式得出计算结果。

通常我们会根据规范要求的照度值（见表1），计算需要的光源数量，再校验最大允许距高比以及是否满足规范节能指标的功率密度值，最后通过计算结果将照明灯具均匀的布置在计算空间内。通过照度计算软件可以发现，计算出的灯具数量往往比我们实际布置的少，通过计算公式可以看出工作面面积（A）、平均照度值（Eav）、光源光通量（Φ）和维护系数（K）都是可以准确确认的，误差基本是由于利用系数的选取造成的。灯具的利用系数是灯具光强分布、灯具效率、房间形状、室内表面反射比的相关函数，反映的是光源光通量最终在工作面上的利用程度，计算过程比较复杂，而灯具样本中却并未提供灯具利用系数表，这就只能依靠经验判断了，虽然可以借助相关的计算软件，但是计算软件中的利用系数值也只是收集了部分灯具的参数进行计算，未必是我们设计时采纳的照明灯具参数，所以计算结果只能算一个参考的结果。

利用系数法更适用于灯具均匀布置、墙和天棚反射系数高、空间无大型设备遮挡的室内反射条件较好的水平面平均照度计算。例如运煤系统的输煤辅助间的照度计算。

2.2逐点计算法

运煤系统的组成是由多个运煤转运站、运煤栈桥或长距离管状带式输送机、碎煤机室等建构筑物构成，根据DLT5390第7.0.2条要求：“生产过程中需要监视维护的重要场所宜用逐点计算法校验其照度值，重要场所包括：主控制室、网络控制室、单元控制室控制屏、台上垂直面和倾斜面;反射条件较差的场所，如运煤系统;”且根据运煤转运站布置情况，存在有设备遮挡的情况，多条煤线交叉的转运站建筑物还有可能是不规则的形状，用利用系数法计算，并不能保证需要检修运维的工作面达到照度要求，且运煤系统还需要进行视频监控，如果照明设计不理想，同时也会影响视频监控效果。

逐点计算法相较于利用系数法则只考虑直射光，不考虑反射光的作用，多运用于采用直射灯具的场所，可作水平照度及垂直照度的计算。DLT5390还特别增加了照度逐点计算法计算实例。

根据计算结果显示，A点的照度可以满足规范要求的100lx照度要求。

從图2可以看出运煤系统的转运站由于不同煤线在此转运站转运，建筑平面是不规则的，加之工作环境煤粉飘散，反射条件差，还存在设备遮挡情况，对需要进行监控及运维的区域用利用系数法没办法验证照度是否充足，必须通过逐点法进行校验。

需要注意的是虽然涉及照度标准值的规范有很多，但是推荐以DLT5390规范要求为准，其他规范一方面是针对运煤系统的不同功能区域提供的照度标准值不够全面，另一方面是某些规范照度标注值还是依照室外栈桥或室外储煤场设置，并且封闭式建筑物内的照度值设置普遍偏低，影响现场照明效果。另一个需要注意的是，目前多采用LED光源的照明灯具，LED目前整灯光效在60～120lm/W，在做照度计算时，需要先确认光效值，否则也有可能出现同样功率的灯具，计算结果差别较大的情况。

5.结束语

运煤系统由于其恶劣的工作环境，照明设计的工作显得尤为重要，是否能提供足够的照度，选择的光源是否会造成眩光，照明灯具的布置是否合理，疏散照明和疏散指示灯是否都具备，这些都关系着运维人员工作的安全，或是影响监控效果的好坏，甚至是出现火灾等危险情况时，工作人员能否安全疏散或消防救援工作能否顺利进行的关键，值得我们引起重视。

参考文献

[1] DL/T 5187.1-2016. 火力发电厂运煤设计技术规程第1部分：运煤系统

[2]照明设计手册（第四版）