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淺談智能照明控制系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的運用研究

更新時間:2023-08-16 瀏覽次數(shù):416

摘要:新時期,科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,促進(jìn)照明系統(tǒng)逐漸向智能化趨勢發(fā)展,并有取代傳統(tǒng)照明方式的趨向。尤其近年來,我國堅持貫徹落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,技能環(huán)保已經(jīng)成為社會發(fā)展大勢所趨,照明系統(tǒng)作為火力發(fā)電廠能源消耗大戶,要做到與時俱進(jìn),積極尋求節(jié)能方法,以此來減少電能的不必要消耗和浪費?;鹆Πl(fā)電廠作為面向社會提供電能服務(wù)的主要陣地,在電能生產(chǎn)中對照明系統(tǒng)要求較高,建設(shè)智能化照明系統(tǒng)已經(jīng)成為火電廠現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢?;诖?,本文將對智能照明系統(tǒng)進(jìn)行概述,深入研究其在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用優(yōu)勢。并結(jié)合實踐提出幾點注意事項,旨在為提高火力發(fā)電廠用電效率,改善照明環(huán)境、降低環(huán)境污染程度貢獻(xiàn)一己之力。

關(guān)鍵詞:智能照明系統(tǒng);火力發(fā)電廠;節(jié)能;網(wǎng)絡(luò)控制

0、引言

近年來,我國工業(yè)化進(jìn)程持續(xù)深入,在一定程度上突出了照明系統(tǒng)的重要性。營造良好的照明環(huán)境能夠為各項工作有條不紊進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。同時對照明系統(tǒng)進(jìn)行合理布局,還能夠降低電能的不必要消耗,有利于提高電能綜合利用率。新形勢下,科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異,將自動化智能技術(shù)與照明系統(tǒng)融合成為大勢所趨。結(jié)合實踐來看,智能化照明系統(tǒng)不僅具備照度適宜、節(jié)約用電等優(yōu)勢,還能夠提高照明安全水平,降低電力管理成本,并且光源具有可調(diào)節(jié)功能,有利于延長照明系統(tǒng)使用壽命。在火力發(fā)電廠電能生產(chǎn)中,照明系統(tǒng)的作用不容小覷。電廠發(fā)電的中心樞紐是集控中心,在實際生產(chǎn)中員工需要長時間聚集在此處。由于電廠以往使用的照明系統(tǒng)耗能較高,所以不僅增加電力成本,還會造成嚴(yán)重的電能浪費。而引入智能照明系統(tǒng),通過網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)對照明系統(tǒng)中鎮(zhèn)流器進(jìn)行合理管控,能夠在保證照明效果的同時達(dá)到節(jié)約電能的目標(biāo),從而為火電廠有序生產(chǎn)提供保障。

1、智能照明系統(tǒng)概述

1.1 智能照明系統(tǒng)內(nèi)涵

智能照明系統(tǒng)是在微電子、計算機、移動通信等多種科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,這些技術(shù)的聯(lián)合使用在一定程度上豐富了照明系統(tǒng)的功能性,使系統(tǒng)能夠自動化采集照明環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù),并通過邏輯分析形成明確的控制指令,而后結(jié)合用戶需求對照明系統(tǒng)進(jìn)行合理調(diào)控。另外,與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相比,智能照明系統(tǒng)還能夠?qū)嶋H照明效果進(jìn)行實時反饋,也就是將實際照明效果與標(biāo)準(zhǔn)化光源效果進(jìn)行合理對比,為照明系統(tǒng)控制提供準(zhǔn)確依據(jù)。

1.2 智能照明系統(tǒng)控制方式

智能照明系統(tǒng)投入使用后,能夠通過多種方式控制光效,常見控制方式可以歸納為以下幾種:一,在控制中心集中控制照明系統(tǒng)的開關(guān);二,通過設(shè)備輔助方式間歇性控制照明系統(tǒng)的光源,常見輔助設(shè)備包括定時器、時鐘等;三,利用控制面板對智能照明系統(tǒng)的光源進(jìn)行控制;四,智能化燈具結(jié)合照明環(huán)境自動化調(diào)節(jié)燈光強度;五,對監(jiān)測器等元器件進(jìn)行跟蹤監(jiān)控,并自動化控制照明燈具的開關(guān);六,通過控制系統(tǒng)控制應(yīng)急區(qū)域的燈具,并且燈具可以結(jié)合所處環(huán)境實際情況指導(dǎo)調(diào)整光源亮度。

1.3 智能照明宗旨

1.3.1 減少能源消耗

傳統(tǒng)照明系統(tǒng)主要通過消耗電能,使其轉(zhuǎn)換為光能。結(jié)合 2000 年國際照明委員會數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果來看,16 個發(fā)達(dá)國家照明系統(tǒng)消耗的電能占總電能消耗量的11%左右,平均每個人每年的用電量為 1200KWh。而我國照明系統(tǒng)消耗的電能占總電能消耗量的 10%-12%,但每年人均用電量相對較少,僅在 180KWh 左右。

1.3.2 保護(hù)生態(tài)環(huán)境

盡可能減少電能的浪費,是提高環(huán)境保護(hù)水平的措施,因為將電能轉(zhuǎn)換為光能的過程需要消耗大量水、煤炭等資源。以火力發(fā)電廠為例進(jìn)行分析,在電能生產(chǎn)過程中需要長時間開啟照明系統(tǒng),這也意味著電廠耗電量較大。而引入智能照明系統(tǒng)不僅能夠節(jié)約電能,還可以為環(huán)境保護(hù)工作奠定良好基礎(chǔ)。

1.3.3 提高照明效果

照明系統(tǒng)投入使用后,須在達(dá)到照明要求的基礎(chǔ)上考慮如何節(jié)約能源,并為保護(hù)生態(tài)環(huán)境。為了營造良好的照明環(huán)境,其實滿足視力保護(hù)、提高工作效率等要求,就要合理選擇照明燈具,并對光源強度進(jìn)行科學(xué)調(diào)整,這也是我國大力發(fā)展節(jié)能照明系統(tǒng)的重要原因之一。

1.3.4 提高火電廠設(shè)備運維效率

在火力發(fā)電廠主廠房和鍋爐本體等生產(chǎn)區(qū)域引入智能化照明系統(tǒng),不僅能夠達(dá)到節(jié)能降耗目標(biāo),還能夠提高照明設(shè)備的運維效率。因為所有設(shè)備都有內(nèi)置未處理單元,對系統(tǒng)依賴程度較小,一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障,只需要對故障位置進(jìn)行維修即可,其他設(shè)備依然能夠獨立完成控制功能。

2、智能照明系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用優(yōu)勢

智能照明系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相比,其應(yīng)用優(yōu)勢不僅是具備靈活調(diào)整亮度的功能,還能夠增強光源穩(wěn)定性,同時達(dá)到節(jié)約電能目標(biāo)。具體來說:

2.1 改善火力發(fā)電廠照明環(huán)境

新時期,我國火力發(fā)電廠大多采用集控運行模式,作為電能生產(chǎn)的核心區(qū)域,集控中心對照明條件要求較高,所以引入智能照明系統(tǒng)已經(jīng)成為大勢所趨。通常情況下,火電廠在建設(shè)集控中心前,就已經(jīng)明確提出了光源選擇要求,規(guī)定了嚴(yán)禁使用哪種光源。例如:熒光燈與白熾燈混用模式不適合應(yīng)用到集控中心照明系統(tǒng)中,因為這種光源長期使用會產(chǎn)生斑點,無法達(dá)到理想的照明效果;另外,單一的熒光燈由于光源色調(diào)較冷,長期使用容易為員工造成視覺疲勞,所以也不適合應(yīng)用到集控中心照明系統(tǒng)中。與此同時,傳統(tǒng)照明系統(tǒng)在調(diào)整燈具亮度時往往需要依賴于電感式鎮(zhèn)流器,由于這種設(shè)備體型較大,散熱性不佳、成本較高。加上時常出現(xiàn)閃頻現(xiàn)象,所以無法充分保證照明系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看,即便鎮(zhèn)流器處于正常運行狀態(tài),閃頻也大多在 100Hz 左右。在火力發(fā)電廠電能生產(chǎn)中,員工長時間處于這種照明環(huán)境下,容易出現(xiàn)頭暈、等不良反應(yīng)。而采用智能照明系統(tǒng),使用閃頻在 70Hz 以內(nèi)的鎮(zhèn)流器,并應(yīng)用白色、暖白色等低色溫光源,能夠切實彌補傳統(tǒng)照明系統(tǒng)損害人體的弊端,有利于改善電廠集控中心的照明環(huán)境。

2.2 增強火力發(fā)電廠光源穩(wěn)定性

室內(nèi)光源會在墻體反射作用下會增強光源強度,并且墻面越光滑,反射率越高。但隨著墻體使用年限的不斷增加,老化現(xiàn)象也越來越嚴(yán)重,導(dǎo)致墻面平滑度下降,反射率降低,從而嚴(yán)重影響照明效果,無法充分滿足照明系統(tǒng)的設(shè)計要求。另外,燈具長期投入使用,受環(huán)境、自身磨損等因素影響也會降低照明效果。很多設(shè)計人員在照明系統(tǒng)設(shè)計階段,并沒有考慮上述問題,導(dǎo)致照明效果降低后沒有任何措施應(yīng)對,不僅會為員工作業(yè)造成不便,還會嚴(yán)重影響火電廠工作效率。通常情況下,火力發(fā)電廠遇到這些問題,只能通過更換燈具等方式解決,如此不僅增加成本,還會形成惡性循環(huán),導(dǎo)致電能大量浪費。而引入智能化照明系統(tǒng),通過電子鎮(zhèn)流器調(diào)整光源,可以提高光源穩(wěn)定性和安全性,不僅能夠達(dá)到照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),還可以延長燈具使用壽命。

2.3 提高火力發(fā)電廠光源節(jié)能水平

火力發(fā)電廠的照明系統(tǒng)普遍是為夜間作業(yè)提供服務(wù)的,但如果電廠采光不良,白天光照效果較差,也需要通過照明燈具補光。由于傳統(tǒng)照明系統(tǒng)光源功率是固定不變的,所以白天在補光條件下開燈消耗的電力與夜間相同,如此不僅浪費電能,還會增加用電成本。而使用智能照明系統(tǒng),能夠?qū)庠戳炼冗M(jìn)行調(diào)節(jié),如果白天采光較差,需要通過燈具彌補自然光線不足的問題,可以將光源調(diào)暗降低電能損耗。另外,智能照明系統(tǒng)中使用的光源濾波技術(shù)可以減少諧波數(shù)量,這對于節(jié)約電能而言有積極意義,有利于促進(jìn)火力發(fā)電廠可持續(xù)發(fā)展。

2.4 提升火力發(fā)電廠光源使用壽命

智能照明系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相比,在供電過程中能夠通過電子鎮(zhèn)流器抑制電壓浪涌問題,可以從源頭減少欠電壓或高電壓對系統(tǒng)造成的危害。尤其新時期,市面上的電子鎮(zhèn)流器普遍具備軛流濾波及穩(wěn)定電壓的作用,可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制供電系統(tǒng),降低沖擊電流對光源造成的不良影響。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看,使用智能照明系統(tǒng),能夠延長燈具使用壽命,與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相比至少延長 2-4 倍。與此同時,智能照明系統(tǒng)還能夠減少后期維護(hù)檢修費用,有利于為企業(yè)創(chuàng)造更高經(jīng)濟效益。

3、智能照明系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的實際運用

3.1 合理選擇照度標(biāo)準(zhǔn)值

火力發(fā)電廠在智能照明系統(tǒng)設(shè)計中,需要從技術(shù)性、經(jīng)濟性等角度綜合考慮問題,并對照《火力發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中提到的照度參考值開展設(shè)計工作。從而為后期照明方式和照明光源的選擇提供準(zhǔn)確依據(jù)。

3.2 采用科學(xué)的照明方式

混合照明方式。以上提到,集控中心是火電廠電力生產(chǎn)的核心樞紐,該區(qū)域人員集中,作業(yè)密度較大,對照明條件要求較高,如果選擇單一的照明方式不僅會加大照明安裝功率,還會造成嚴(yán)重的電能浪費。而使用混合照明方式,通過局部照明方式滿足亮度需求,能夠提高電能利用率。

分區(qū)照明方式。火電廠不同區(qū)域的照明要求不盡相同,為了在改善照明環(huán)境的同時盡可能節(jié)約電能,需要采用分區(qū)照明方式,也就是結(jié)合不同區(qū)域的特點和需求,針對性選擇照明方式。

加強照明方式。如果火力發(fā)電廠的建筑工程規(guī)模較大,可以選擇一般照明與加強照明相融合的設(shè)計方式。簡單來說,就是建筑場所的上部分可以采用一般照明方式,而后在下部分墻壁或柱體上安裝加強照明燈具,主要用于補光。

間接照明方式。這種方式就是利用高強氣體放電燈改善照明環(huán)境,這種燈具發(fā)光體積較小、光通量較大,如果安裝在低空間內(nèi),會產(chǎn)生嚴(yán)重的眩光現(xiàn)象。所以在照明系統(tǒng)設(shè)計中,可以將燈具的光纖投向墻壁或棚頂,而后通過反射作用改善工作面照明條件,一方面解決眩光問題,另一方面節(jié)約電能。

3.3 采用高質(zhì)量照明光源

不同燈具的光源、光效、色溫、使用壽命不盡相同,需要火力發(fā)電廠結(jié)合技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)合理選擇光源,一方面要保證照明效果達(dá)標(biāo),另一方面要實現(xiàn)節(jié)電目標(biāo)。在照明光源選擇時,可以從以下方面入手:

用節(jié)能燈具代替白熾燈。通常情況下,火力發(fā)電廠照明系統(tǒng)中的燈具不應(yīng)使用普通白熾燈。如果特殊條件下要使用,則需要選擇 100KW 以下的燈泡。近年來,在科學(xué)技術(shù)推動下,越來越多節(jié)能燈具應(yīng)運而生,將其應(yīng)用到火電廠智能照明系統(tǒng)中,不僅能夠滿足照明要求,還可以節(jié)約電源。例如:火電廠中使用的 LED 等,以相同亮度進(jìn)行比較,3W 的 LED 等運行 333小時僅消耗 1 度電,普通 60W 白熾燈 17 小時就能消耗1 度電。并且 LED 等使用壽命較長,無玻璃泡、無燈絲、不易碎、使用時間超過五萬小時。而普通白熾燈的使用時間僅在 1000 小時左右。與此同時,LED 燈不含汞和氙等有害元素,利于回收,普通燈管中含有汞和鉛等元素。

使用金屬鹵化物燈具或高壓鈉燈。金屬鹵化物燈具普遍具有顯色性較好、使用壽命較長的特點,在規(guī)模較大的廠房中使用效果更加。而高壓鈉燈雖然顯色性較差,但成本較低,并且光效較好,可以應(yīng)用到火電廠變色要求較低的區(qū)域。在智能照明系統(tǒng)中,按照發(fā)光原理對光源進(jìn)行分類,可以分為氣體放電光源和熱輻射放電光源兩種,其中高壓鈉燈的發(fā)光率是國內(nèi)現(xiàn)有光源中較高的,可應(yīng)用到火電廠樓梯等照明場所。

4、智能照明系統(tǒng)應(yīng)用到火力發(fā)電廠中需要注意的問題

4.1 突發(fā)事故下照明系統(tǒng)控制問題

火力發(fā)電廠照明系統(tǒng)中,不能直接使用直流長明燈。并且在系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)下,電廠照明區(qū)域的光源須通過合理控制方式調(diào)節(jié)。一旦系統(tǒng)受各種因素影響產(chǎn)生故障,要避免使用自動調(diào)光功能,確保照明功率能夠達(dá)到 100%。

4.2 合理選擇控制系統(tǒng)的問題

首先,火力發(fā)電廠需要明確照明區(qū)域的規(guī)模和要求,在滿足照明條件的同時充分考慮技術(shù)性和成本性特點,并采用行之有效的控制方式。另外,當(dāng)前市面上涌現(xiàn)出多樣化智能控制系統(tǒng),但質(zhì)量良莠不齊,火電廠需要充分考慮照明系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中發(fā)揮的作用,并慎重選擇控制系統(tǒng)。

5、應(yīng)用場景

系統(tǒng)功能:

1、開關(guān)控制:對通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會議室按照單個照明回路、區(qū)域、樓層等實現(xiàn)對應(yīng)照明的開關(guān)燈控制,監(jiān)視受控回路的開關(guān)狀態(tài)。

2、調(diào)光控制:滿足區(qū)域照度和亮度調(diào)節(jié)要求,支持在通道、走廊、公共區(qū)域、樓梯間、會議室等場所監(jiān)測照度或亮度,并根據(jù)需要自動/手動調(diào)節(jié)開燈數(shù)量和燈光亮度,充分利用自然光源,滿足節(jié)約了能源,營造了舒適的生活工作環(huán)境。

3、場景控制:支持不同的場景模式控制,根據(jù)不同區(qū)域的功能需求,設(shè)定場景,完成相關(guān)照明燈具的控制組合,滿足美化工作環(huán)境、提高舒適度需求。

4、照明回路電路監(jiān)測:實時監(jiān)視各照明支路/回路的運行電流、開關(guān)狀態(tài),并自動分析回路是否有故障狀態(tài)并預(yù)警。

5、分區(qū)、總控:支持運行管理人員實時監(jiān)視各區(qū)域、樓層、樓棟的照明狀態(tài),并根據(jù)需要進(jìn)行分區(qū)、分層、分樓棟按需要分區(qū)控制、總控制。

6、實時報警:當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警,并將故障報警信息記錄并顯示在界面中,提示內(nèi)容為故障時間、模塊位置、故障說明。

7、歷史記錄查詢:查詢?nèi)我鈺r段內(nèi)的事件記錄,支持“當(dāng)日"“最近7天"“自定義時段"方式查詢歷史事件。

6、現(xiàn)場圖片

12

7、產(chǎn)品選型


外形

認(rèn)證

名稱

證書

開關(guān)驅(qū)動器

C:/Users/gushaojie/AppData/Local/Temp/picturecompress_20220412082653/output_1.pngoutput_1

ASL220-S4/16智能照明開關(guān)驅(qū)動器

調(diào)光驅(qū)動器

3168bb03

ASL220-SD2/16智能照明調(diào)光驅(qū)動器

智能面板

IMG_8370

ASL220-F3/6智能照明開關(guān)面板

二合一傳感器

IMG_8386

ASL220-PM/T只能照明紅外于照度二合一傳感器

ASL220-RMT微波傳感器3

ASL220-RM/T智能照明微波宇照度二合一傳感器

ASL220-RMT微波傳感器3

ASL220-RP/T智能照明微動與照度二合一傳感器

戶外照度傳感器

戶外照度

ASL220-L/O智能照明戶外照度傳感器

3.5寸智能觸摸屏

ASL220-TP-35智能照明觸摸屏

IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器

ASL200-485-IP IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器

ASL200-485-IP智能照明IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器

輔助電源

ASL200-P20輔助電源

ASL200-P20智能照明輔助電源

8、結(jié)束語

綜上所述,火電廠在電能生產(chǎn)中,離不開照明系統(tǒng)的支撐,由于不同區(qū)域的照明要求不盡相同,所以需要設(shè)計人員針對性設(shè)計。由于傳統(tǒng)照明系統(tǒng)普遍為額定功率,所以無論白天還是夜間開啟照明系統(tǒng),都會產(chǎn)生同樣的電能消耗。對此,需要火電廠引入智能照明系統(tǒng),通過網(wǎng)絡(luò)控制方式對照明燈具的亮度、光源等進(jìn)行合理調(diào)節(jié),從而節(jié)約電能,改善照明環(huán)境。

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