關于邢鋼精品線主廠房照明設計的探討

摘 要：隨著經濟的發展，老舊的鋼鐵企業逐步被淘汰，新建的新型廠房如雨后春筍拔地而起。為了讓新型廠房在明亮舒適和環保節能上達到平衡，筆者通過設計工作中的實例，探討一下主廠房照明在設計中采用不同設計方案帶來的優劣勢。

關鍵詞：燈具;照度;控制方式;壓降

邢臺鋼鐵有限責任公司精品線材軋制生產線改造工程主廠房包括原料跨、主軋跨、成品跨、軋輥間、冷卻跨。總面積約324000m2，各跨照度均為100LX。

1.燈具

從1879年愛迪生發明電燈以后人類就進入了電氣照明時代，隨著工業的發展，20世紀30年代熒光燈和高壓汞燈出現，20世紀60年代后期高壓鈉燈誕生，光效也由初期的2lm/W增長到150lm/W，目前新型廠房主要采用高壓鈉燈及金屬鹵化物燈作為光源。

鋼鐵企業光源的選擇，根據使用場地不同，合理選擇顯色指數、光源光效、壽命、色溫、啟動點燃和再啟燃等電特性指標。此外，還要考慮環境條件對光源的影響。一般宜盡量采用高效節能新光源，如高效節能熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等。

目前工廠照明分為兩大類：一類是熱輻射光源，如白熾燈。另一類是氣體放電光源，如高效節能熒光燈、高壓鈉燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈。選擇光源時需考慮成本、光色、耗電量以及維護費用等因素。常用的幾種光源主要特性：

白熾燈：顯色指數（Ra）95～99 發光效率（ml/W）7～8

鹵鎢燈：顯色指數（Ra）95～99 發光效率（ml/W）18～25

熒光燈：顯色指數（Ra）70～80 發光效率（ml/W）25～60

高壓汞燈：顯色指數（Ra）30～40 發光效率（ml/W）40～60

高壓鈉燈：顯色指數（Ra）20～25 發光效率（ml/W）80～100

金屬鹵化物燈：顯色指數（Ra）65～80 發光效率（ml/W）80～115

從成本耗電量來看，混光燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈都能滿足要求，因混光燈在使用過程中有兩個同時發光才能有良好的照明效果，其中一個壞了都會對照明效果產生較大影響。另外，軋鋼車間對光色有要求，所以本次設計選擇金屬鹵化物燈作為光源。

2.照度

照度指物體被照亮的程度，采用單位面積所接受的光通量來表示，表示單位為勒克斯(Lux，lx)。廠房光照設計主要根據生產要求及照明照度標準，選擇照明燈具的布燈方案，進行照度計算，本次設計采用利用系數法計算：

取廠房柱C～E列，1～16柱為計算對象；

查表（鋼鐵設計手冊下冊1179頁）35-27，δcc為50%，δw為50%，δi為20%，δc為9%。廠房總面積為30×204＝6120m2。

求墻面平均反射系數δ，按（鋼鐵設計手冊下冊1156頁）35-6

δav＝■

=-■

=0.49

取δ＝30%，δ＝50%，選用CXGGT(HP)109深照型工廠燈，配400w金屬鹵化物燈。

求燈具數

RCR=■=3.06（室空比）

查表（鋼鐵設計手冊下冊1168頁）35-26，用插入法求得μ＝0.41。按式：

Eav=■

則Eav=■

=■=60盞

選N=87盞

廠房其余跨的照明計算與本計算書類似，不再計算。

3.照度控制方式

本設計采用繼電一觸式控制，它在很多領域被采用，這種控制方式采用二次控制回路，結構簡單，與直接控制空氣開關相比，不需要頻繁操作空氣開關，延長空氣開關使用壽命，一觸式控制只需在配電箱面版上操作按鈕即可，可進行頻繁開關的操作，方便安全。

主廠房燈具為交叉供電，即A開關箱第1回路控制第一列燈具，B開關箱第1回路控制第二列燈具，A開關箱第2回路控制第三列燈具，B開關箱第2回路控制第四列燈具，以此類推。如下圖所示：

■

4.壓降

燈具端電壓的電壓偏移值一般不高于其額定電壓的105%。最遠一個燈具端電壓一般不低于其額定電壓的下列數值：

（1）對視覺要求較高的工業和建筑其室內工作照明為97.5%。

（2）外部照明為95%，當采用氣體放電燈時允許降壓至95%。

（3）人員疏散用應急照明、道路照明、警衛照明及電壓為12～36V的照明為90%。

（4）對于遠離變電所和電力網絡供電的輔助建筑物、構筑物、小面積工作場所及年利用小時數少的燈具，若難以滿足95%的電壓偏移值時，端部電壓可降至90%，但此時要考慮光源因電壓不足而減少的光通量因素。

（5）在特殊情況下，當不能滿足上述要求時，允許降低要求，但光源的光通量應乘以系數，以彌補照度下降。

本次設計對象為對視覺要求較高的工業廠房，其壓降應不超過2.5%，考慮廠房約100米設置兩個配電箱交叉供電，配電箱盡量放置在供電幾何中間位置，安裝于地面柱子上方便操作的地方，考慮燈具安裝高度和廠房寬度，最遠一組照明線路長度約為100米，電路計算電流約為25A，功率因數為0.6。

按公式36-15（鋼鐵設計手冊下冊1239頁）計算，首選計算IjsL:

IjsL=25×0.1=2.5A.km

查表36-21（鋼鐵設計手冊下冊1244頁）選用10mm2導線每A.km的電壓損失為0.94，代入式36-15（鋼鐵設計手冊下冊1239頁）可得：

U%=EU%IjsL=0.94×2.5=2.35%

線路載流量和壓降均滿足要求。

正確的選擇燈具及光源，不但能滿足照明要求，同時也能降低耗電量，方便投產后日常維護。電線截面的選擇在滿足壓降及載流量的同時應考慮成本，滿足最小金屬消耗量。配電箱的設置應考慮工藝要求，盡量安裝在供電幾何中間位置且方便操作的地方。

參考文獻：

[1]李炳華，王娟，胥正祥.電氣照明節能設計[M].北京:中國計劃出版社，

2007.

[2]徐紹維，劉鳳英.鋼鐵企業電力設計手冊[M].北京:冶金工業出版社，

2007.