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卷烟厂企业技改中照明节能技术的应用研究

2020-11-16黄红敏张银悦

中国新技术新产品 2020年16期
关键词:卷烟厂

黄红敏 张银悦

摘  要:近几年,烟草领域的资源得到了有效整合,企业生产期间,需要消耗大量的电能,灯具应用周期有限。该文简要分析了照明节能技术,主要研究了卷烟厂各空间的灯具选用以及智能控制技术,前者从灯具本身以及选择2个方面分析,后者则对系统结构及使用装置、方式加以阐述。

关键词:卷烟厂;照明节能技术;智能控制系统

中图分类号:TB49   文献标志码:A

0 引言

对于卷烟厂来说,其日常的照明用电量最高占比达到15%。而造成其照明用电占比过大的主要原因在于,卷烟厂应用的照明装置亮度偏低,且管控方式存在滞后性。因此,探究照明节能技术对卷烟厂的长期发展具有实际意义。

1 照明节能技术

1.1 照明控制模式

以某卷烟厂为例,其采取的总线技术达到了对照明系统动态监控的效果,其中包括各单元借助总线实现基本通信,且各单元之间独立工作,不会出现内部干扰的情况。既达到了简化原本复杂运行结构的效果,还保证了照明功能应用的便利性,节省人力、物力的投入,并且照明质量也有所加强,具有识别故障的功能,为后续的管理维护工作提供便利条件。

联合工房是卷烟厂照明的主要场所,借助照明节能技术,在降低能耗的同时,可以强化照明控制效果,此外,技术人员可以直接通过操作面,掌握内部各灯具的工作情况,提高灯具的使用效率及故障诊断效率。通过对灯具点亮时间的控制,采取依次启动的方式,能够避免同时启动大量灯具对线路造成影响。并且还可以分区域开关灯具,对于仍在工作的区域提供照明,在满足照明需要的同时,达到节能的效果。智能照明技术的应用结合天气情况以及生产装置的位置等场内情况,设置不同的照明情境,例如晴天、日间和夜间等,并可以达到特定空间灵活调控的目的。

1.2 照明节能装置

根据卷烟厂的工作情况,会出现用电较低的时间段,如果正常使用灯具,会导致电压增加,在此种情况下,不仅会增加电能消耗量,还会使照明装置出现温度过高的问题,提高其损耗程度,缩短应用周期。而通过合理的照明改造,在各区域的照明线路末端增设容量控制设备,对线路中的容量加以控制,达到节能以及保证灯具使用周期的效果。

该节能装置是借助控制灯具运作期间的电压,实现节能的效果。在卷烟厂的照明线路中加设控制电压设备,借助传感等技术合理选择装置功率,以降低用电设备无用功的发生机率,保证其正常的工作效率。此外,借助瞬变抑制功能,最大限度降低谐波、瞬变等不良情况对照明装置的干扰,由此确保照明的稳定以及相应系统的正常工作。同时,通过管控回路,对装置连接的电源实施动态监控,保证电能输出端电压处于较为稳定的状态,避免灯具由于电压不稳影响照明效果。在节能装置中加设旁路系统,能够直接通过该系统保证对整个照明系统的控制效果。

1.3 合理运维管控

在需要照明的空间内设置照明控制系统,工作人员可以通过该系统,掌握当前各区域的照明情况,以达到分区照明的效果。在使用自动化控制系统的同时,照明系统还可以通过人工操作进行控制,并实现操作模式的自由切换,保证对照明系统的控制效果。在满足卷烟厂正常生产工作照明需要的同时,尽量节省能源消耗。该系统相连的控制系统中,可以对各区域的照明分别设置使用时间,避免出现不必要的照明。此外,系统操作界面需进行权限管理,强化管理效果[1]。

2 灯具装置选用及照明设计分析

2.1 LED灯具

经过长期的实践应用及研究发展,该照明技术愈加成熟,相应的要求标准逐渐完善,其实际应用的效果也有所提升。同时由于生产工艺的优化,提高了生产作业的功率,该类灯具的市场价格逐渐下调。与常规的灯具相比,LED灯在照明效果、使用周期以及后期管理等方面都具有优势。以金卤灯为例,其与LED灯相比,其每一万小时的光衰率达到30%,而LED灯仅为5%~10%;金卤灯在正常工作状态下可以使用20 000 h,而LED灯的使用周期是其的2.5倍;在配光曲线方面,LED等相对更好;金卤灯功率因数应进行补偿,而LED灯功率因素较大,不需后续进行补偿;显色指数方面,金卤灯处于65 Ra~90 Ra的范围内,波动较大,LED灯则一直大于80 Ra。除此之外,LED灯与无极灯以及荧光灯相比,其在光衰、光效、使用周期和配光曲线等方面都具有较为明显的优势,综合应用质量更佳。

2.2 各空间灯具选择分析

综上所述,通过对不同灯具参数进行比较分析,具体的照明系统方案应从3个方面展开设计。

首先,生产烟丝以及高架库等空间、保存烟丝的空间等,高度通常超过7.5 m,且生产所用的大型装置偏多,空间上部有较多的管道,在部分生产环节运行期间会产生粉尘等物质,且部分装置中安装了显示屏以及配电箱,都应做好管理工作,确保实时监管。对此,此类空间灯具的选用应综合考量其防尘以及照明亮度,同时还需要保证其使用周期以及照明的稳定性。通过对各类灯具的实际参数分析,去除原本的金卤灯和无极灯,改用LED灯具。

其次,卷包环节的作业空间高度达到7.5 m左右,相应的使用装置更为精密,在下端生产流水作业面上部设有管线,主要负责将卷烟送至特定位置,而在烟丝运送期间极易出现粉尘。与上述空间相同,装置上的显示装置及配电柜都处于监控范围内,在该空间内需要完成卷烟包装以及贴标签的工作,且廊道区域内会有叉车通过。对此,使用的灯具应具备较好的显色度以及宽广速配光,并具备防尘功能。由此,将原本的荧光灯灯带拆除,使用LED灯形成的灯带完成照明工作。

最后,其他具有辅助性功能以及办公空间,在选择灯具时,在保证照明稳定、使用寿命的同时,需要考虑灯具的经济性、外观以及舒适度。对此,可结合不同空间需要,安装LED灯盘或筒灯。

通過对各项参数的全面计算,在灯具照度相同的状态下,100 W的LED工矿灯能够代替250 W金卤灯以及150 W的无极灯,而四十五瓦的灯盘则能够取代72 W的荧光灯。在上述不同灯具瓦数值确定的情况下,LED灯展现出较好的节能效果,其总体节能效果高达35%~60%,其前期的照明系统建设资金投入量偏高,但是后续的管理维护成本极低。就使用周期来说,金卤灯以及无极灯平均每两年半需要更换一次,而LED灯可以持续使用10年之久。

3 智能照明技术的实际应用

卷烟厂如果想在照明方面减少企业运行的成本,不仅要保证使用灯具的合理性,还应实现对照明的有效控制,通过合理调控输出功率以及启动时间,避免不必要的电能消耗,达到节能的效果。通过技术的合理优化改进,借助微电子、现代信息等先进技术,形成较为完善的智能照明管控,使照明具有自动化、数字化和人性化等特征,使当前各生产型企业实现现代化必不可少的优化环节。

3.1 控制系统结构

结合卷烟厂生产流程对照明的需求,合理规划相应的控制系统结构。各生产车间使用的照明系统可连接到同一系统中,但是各分支照明系统应该保持相对独立的状态,互不干扰,对此,各生产车间内应安装该空间内照明系统的手动控制设备。同时,需要设置总控制台,整个照明系统乃至具体的某个灯具都可以通过此处实现管控。这样,在实现统一照明管理的同时,还满足了各车间的实际工作需要[2]。

通过对卷烟厂对照明系统的功能要求,照明控制系统的主干应使用以太网,其上端与总控系统连接,而下端分别与各个车间连接。车间及各工作流程内部,应将总线与各控制装置及相应的传感装置等相连,以太网借助特别的网关与RS485保持正常通信。以卷包工作环节为例,其总线通过网关实现和局域网以及照明管理系统相连,下设传感装置、面板以及控制装置,控制器与具体的照明灯具相连,形成系统控制回路。

3.2 系统控制方式及控制装置选用

明确照明控制系统网络规划后,应结合各个需要照明空间的实际需求,对控制方式和装置选用进行确定。例如,生产烟丝环节,该环节通常处于连续作业的状态,为保证照明满足长期作业的需要,主要借助车间现场的人工控制完成照明情境切换,而远程操控处于辅助地位。对于卷烟产品保存库房来说,主要使用移动感应进行照明控制,相应的手动操作为辅。其他具有辅助功能及办公区域,会提前设定照明启停时间,并用光感技术、移动感应以及手动操作补充控制。

控制装置的选用需要结合灯具的调光接口。例如,产品保存区域内通常使用不具有调光功能的灯具,对此,就需要使用分回路的开关装置,而生产作业区域的灵活度相对较大,对照明的需求也是多变的,对此,应使用可以自由调控的控制装置,如DALL控制装置。而在辅助功能空间及办公区域可结合具体情况选择控制形式。

4 照明节能效果

以某卷烟厂为例,其改造内容涉及联合工房、生产空间等区域的隔离照明系统及灯具。改造前,该卷烟厂使用常规的金卤灯以及荧光灯实现照明,其年度电量超过313万kW·h。而通过更换LED灯具以及相应的照明控制系统改造,使其年用电量下降至187万kW·h左右,节省的电费高达200万以上,单项耗电量降低60%左右。目前,该卷烟厂经过全面改造后,其在耗电量和电费等方面都有所改良,具体来说,LED灯具的安装功率相较于常规灯具减少了50%,同时配备了智能照明控制系统,电量也大幅度下降。整个照明系统的建设成本偏高,但是由于系统及相应灯具的后续管理运维成本偏低,经過长期使用就可以持平传统建设成本数额,该周期通常在2年左右,由此得出LED灯加上智能照明控制系统的综合经济性较好[3],某卷烟厂生产车间如图1所示。

5 结语

为了节约能源,实现长期可持续发展,节能成为社会各界关注的问题。卷烟厂通过合理改造,缓解了用电量过大的问题,而如何使现有节能技术充分发挥作用,应对各项改进方式加以分析。借助对照明系统优化的尝试,为卷烟厂其他能耗系统的改良提供参考。

参考文献

[1]乔建国.卷烟厂建设过程中节能措施与技术的应用[J].设备管理与维修,2019(7):23-25.

[2]王永香,王锋.照明节能技术在卷烟厂技术改造中的应用[J].建筑电气,2018,37(8):53-56.

[3]邓晓菲.基于总线控制的卷烟厂车间智能化照明系统的设计[J].机械工程与自动化,2018(3):186-188.

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