浅析工厂车间照明节能改造方案.doc

Hanjianrong Qingdao Frankr Microelectronics 第 8 页2019/2/16纸制品包装有限公司生产车间400W汞灯和8U-210W大功率节能灯照明节电改造的技术准备青岛法兰克(Frank)微电子有限公司青岛专用集成电路(ASIC)设计工作室高频光源事业部合同能源管理机制推进事业部高频光源设计工程师 韩俭荣关键词： 400W外镇流高压汞灯 8U-210W大功率节能灯 青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯 特深照型亚克力灯罩 Frank专用节能灯罩 地面照度实测值 功率替代比例 节电率 光谱能量分布 不可见光 可见光 视觉灵敏 低视觉灵敏可见光 光谱能量分布特性 人眼视觉函数曲线 有效视觉光效 有效视觉照度 显色指数R值 显色性能 频闪深度 频闪效应危害 投资回收期一、概述纸制品包装有限公司生产车间，现正在使用的电光源为：400W外镇流高压汞灯和某品牌的8U-210W大功率节能灯，匹配特深照型亚克力灯罩。原光源电耗大、照度低。拟选用青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，匹配Frank专用节能灯罩，进行照明节电改造。其技术准备内容如下：(一)、400W外镇流高压汞灯技术特性分析在对400W外镇流高压汞灯的有关技术参数实际测试的基础上，做以下几个方面的技术分析。1、耗电量大。400W外镇流高压汞灯，其整灯总的耗电功率由两部分构成，一部分为灯耗电功率；另一部分为电感镇流器耗电功率。电感镇流器耗电功率，一般占灯耗电功率的20-30，电感镇流器技术品质越差、使用的时间越久，耗电功率越大。一盏400W外镇流高压汞灯，整灯总的耗电功率可达400W400W(20-30)480W-520W。2、光效低，照度低。400W外镇流高压汞灯，光谱能量分布结构不合理，发出的光通量为模拟日光色。含有较大比例的不可见光，可见光比例低。又因其光谱能量分布特性与人眼视觉函数曲线严重偏离，（作者韩俭荣）在可见光的光通量中，低视觉灵敏可见光比例较大。因此，有效视觉光效低，地面有效视觉照度低。3、显色指数R值低，显色性能差。400W外镇流高压汞灯，显色指数R值在20左右(太阳光显色指数R值100)，显色性能差，观看彩色物体表面颜色，产生严重的色偏差。4、频闪效应危害严重。400W外镇流高压汞灯，因技术原因，由50Hz工频交流电直接驱动发光体放电发光。光通量波动幅度大，频闪深度在55左右，频闪效应危害严重，视觉疲劳。照明效果与质量概述：400W外镇流高压汞灯，因上述技术因素，照明环境：朦胧、混沌、处在灰蒙蒙的“不可见光雾”中，不晴晰。有效视觉光效低，地面有效视觉照度低。地面、作业台面与空间有效视觉真实感，缺少明亮、晴晰、舒适感。视觉疲劳，不利于提高劳动生产效率。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）(二)、8U-210W大功率节能灯技术特性分析因现场条件所限，对8U-210W大功率节能灯，除实测到了地面照度Lx值外(远低于400W汞灯的照度)，其它技术参数均能够测试。所以其技术特性分析，省略。二、照明节电改造经济技术目标纸制品包装有限公司生产车间，现正在使用的电光源为：400W外镇流高压汞灯和某品牌的8U-210W大功率节能灯。经实测，8U-210W大功率节能灯的照度，比400W外镇流高压汞灯的照度低很多。由此，照明节电改造经济技术目际的制订，只能以原400W外镇流高压汞灯的性能参数，作为参照标准进行比较、分析、制订。其经济技术目标：1、改造后，地面照度Lx值有提高(约提高到原来的1.5倍左右，以现场实测Lx值为准)。2、改造后，有效视觉光效和地面有效视觉照度有大幅度提高。地面、作业台面与空间有效视觉真实感，明亮、晴晰、舒适。3、改造后，光源耗电功率大幅度下降，较原400W外镇流高压汞灯相比，节电率80以上(以现场实测值为准)。4、改造后，显色指数R值达82左右，接近于太阳光显色指数R值100，观看彩色物体表面颜色，不产生色偏差，色彩饱和度高，颜色逼真。5、改造后，光通量波动小、稳定，无频闪效应危害。观看细小物体，视觉感真实。观看运动物体，运动轨迹真实，不晃眼，空中定位感准确。6、改造后，在每天开灯14小时，照明综合电价0.7元的条件下，节电改造投资回收期在： 110天左右(3-4个月)。7、改造后，照明效果与质量：照明环境：太阳光色，地面有效视觉照度高。地面、作业台面与空间有效视觉真实感：明亮、晴晰、舒适。视觉不疲劳，有利于提高劳动生产效率。三、照明节电改造技术准备的技术测试(一)、实际耗电功率测量1、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯(以下筒称：青岛法兰克节能灯)，耗电功率测试参与测试人员：青岛法兰克(Frank)微电子有限公司 工程师 韩俭荣纸制品包装有限公司动力部 王先生测试地点：纸制品包装有限公司动力部 办公室测试时间：二00七年六月十一日上午，11时左右。测试仪表：指针式万用电表500mA电流档，指针式万用电表250V电压档，电压自耦调压器。测试技术方法：实测在220V电压状态下，整灯输入电流I，再按功率P电压U电流I，计算出整灯的耗电功率。测试数据：经实测：青岛法兰克节能灯，在220V电压状态下的输入总电流I210mA0.21A。整灯耗电功率P电压U电流I220V0.21A46.2W。2、原400W外镇流高压汞灯，耗电功率测试因现场条件所限，未能实际测量。其整灯耗电功率可按其：灯功率额定值电感镇流器耗电功率计算出来。在概述中已计算，取其最小值480W。(二)、关于耗电功率计算取值的说明电光源的额定功率，是指额定电压220V状态下的额定值。在实际现场照明运行中，会因电压波动而导致，实际耗电功率高于或低于其额定值。因现场电压多数情况下，是高于额定电压220V。因尔，电光源的实际耗电功率，多数情况下也是高于其额定功率值。本技术准备中，因原400W外镇流高压汞灯受条件所限未实测。计算时，取其最小值480W。青岛法兰克节能灯，实测额定整灯耗电功率P46.2W，为计算方便取其大整数50W。(三)、照明节电改造的实际功率替代比例与节电率照明节电改造的实际功率替代比例与节电率原400W外镇流高压汞灯青岛法兰克节能灯8U-210W节能灯整灯耗电功率480W50W210W替代后功率替代比例50W：480W1：9.6(与汞灯比较计算)替代后节省电功率值480W50W430W(与汞灯比较计算)替代后节电率(480W50W)480W10089.5(与汞灯比较计算)现将与210W大功率节能灯比较的数据列出，只供参考。关于210W大功率节能灯的实际耗电功率，据现场观察估计，多数会小于210W，可能在6575左右，取其中间值70。(如有误应以实测为准)替代后功率替代比例50W：210W701：2.94(与210W大功率节能灯比较计算)替代后节省电功率值210W7050W97W(与210W大功率节能灯比较计算)替代后节电率(210W7050W)210W10065.99(与210W大功率节能灯比较计算)(四)、实际地面照度Lx值测量二00七年六月十一日，青岛法兰克向纸制品包装有限公司提供2盏，6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，匹配Frank专用节能灯罩。在车间保持光源位置不变，高度不变，直接替代原400W外镇流高压汞灯。同日，晚6时50分左右。对原400W外镇流高压汞灯、8U-210W大功率节能灯、青岛法兰克节能灯的地面照度Lx值，进行了实际测试。1、参与测试人员：青岛法兰克(Frank)微电子有限公司 工程师 韩俭荣纸制品包装有限公司动力部 部长 王先生纸制品包装有限公司动力部 王先生纸制品包装有限公司动力部 两位工作人员2、测试仪表：LX-101数字式照度计3、测试技术方法：在光源正下方直接测试，直接读取照度Lx值。对原400W外镇流高压汞灯，实测了呈三角形的相邻的3盏灯；对8U-210W大功率节能灯，实测了相邻2盏灯；对青岛法兰克节能灯实测了2盏。实测过程中，在实测青岛法兰克节能灯时，为防止相邻汞灯、节能灯的光通量，辐射过来叠加后提高其测试值。故关闭了相邻的汞灯、节能灯。在实测原400W外镇流高压汞灯和8U-210W大功率节能灯时，其相邻的汞灯、节能灯和青岛法兰克节能灯，都未关闭。其实测Lx值中，包含一定数量的相邻的汞灯、节能灯辐射过来的光通量。4、实测照度Lx值列表与比较：三种光源实测照度Lx值与比较列表原400W外镇流高压汞灯青岛法兰克节能灯8U-210W节能灯第1盏75Lx116Lx28Lx第2盏82Lx112Lx33Lx第3盏47Lx平均照度值(75Lx82Lx47Lx)368Lx(116Lx112Lx)2114Lx(28Lx33Lx)230.5Lx替代后平均照度提高值114Lx68Lx46Lx(与汞灯比较计算)替代后平均照度提高率(114Lx68Lx)68Lx10067.65(与汞灯比较计算)现将与210W大功率节能灯比较的数据列出，只供参考。替代后平均照度提高值114Lx30.5Lx83.5Lx(与210W大功率节能灯比较计算)替代后平均照度提高率(114Lx30.5Lx)30.5Lx100273.77 即：2.74倍(与210W大功率节能灯比较计算)5、说明：1、表中原400W外镇流高压汞灯，第3盏因其灯罩底部玻璃板上，有部分灰尘。如将其底部玻璃板上部分灰尘擦掉，其照度Lx值会有相应提高。3盏汞灯平均照度值，也会有相应提高。2、表中原8U-210W大功率节能灯，一行南北方向共3盏。第1盏在最南端头，测试时未有其它光源辐射过来的光通量。第2盏在中间，测试时有北端头的节能灯，辐射过来的部分光通量，其测试Lx值略高一些。如将其北端头的节能灯，辐射过来的部分光通量给予遮档，其照度Lx值会有相应降低。2盏灯平均照度Lx值，也会有相应降低。四、耗电功率、功率替代比例与节电率、实测照度Lx值与比较综合列表耗电功率、功率替代比例与节电率、实测照度Lx值与比较综合列表原400W外镇流高压汞灯青岛法兰克节能灯8U-210W节能灯整灯耗电功率480W50W210W替代后功率替代比例50W：480W1：9.6(与汞灯比较计算)替代后节省电功率值480W50W430W(与汞灯比较计算)替代后节电率(480W50W)480W10089.5(与汞灯比较计算)现将与210W大功率节能灯比较的数据列出，只供参考。关于210W大功率节能灯的实际耗电功率，据现场观察估计，多数会小于210W，可能在6575左右，取其中间值70。(如有误应以实测为准)替代后功率替代比例50W：210W701：2.94(与210W大功率节能灯比较计算)替代后节省电功率值210W7050W97W(与210W大功率节能灯比较计算)替代后节电率(210W7050W)210W10065.99(与210W大功率节能灯比较计算)替代后实测地面照度Lx值第1盏75Lx116Lx28Lx第2盏82Lx112Lx33Lx第3盏47Lx平均照度值(75Lx82Lx47Lx)368Lx(116Lx112Lx)2114Lx(28Lx33Lx)230.5Lx替代后平均照度提高值114Lx68Lx46Lx(与汞灯比较计算)替代后平均照度提高率(114Lx68Lx)68Lx10067.65(与汞灯比较计算)小 结替代400W汞灯，在平均照度提高67.65的前提下，其功率替代比例1：9.6，每盏灯节电功率430W，节电率89.5。现将与210W大功率节能灯比较的数据列出，只供参考替代后平均照度提高值114Lx30.5Lx83.5Lx(与210W大功率节能灯比较计算)替代后平均照度提高率(114Lx30.5Lx)30.5Lx100273.77 即：2.74倍(与210W大功率节能灯比较计算)小 结替代210W大功率节能灯，在平均照度提高273.77的前提下，其功率替代比例1：2.94，每盏灯节电功率97W，节电率65.99。五、替代试验照明效果与质量评估(一)、与原400W外镇流高压汞灯比较1、在每盏灯节省电功率430W，节电率89.5的前提下，用照度计实测地面平均照度提高67.65，为原400W外镇流高压汞灯照度的1.68倍。2、照明环境，为太阳光色，显色指数R值82左右，较原400W外镇流高压汞灯提高4倍。观看彩色物体表面颜色，不产生色偏差，色彩饱和度高，颜色逼真。如同在太阳光底下的效果。3、光通量平滑稳定，用频闪专用检测陀螺检测，其旋转图案如同在太阳光底下的效果，无频闪效应危害。照明环境视觉感真实，定位准确。4、照明环境如同太阳光的效果，明亮、晴晰、舒适，视觉不疲劳，有利于提高生产效率。5、本现场替代试验，是在原400W金卤灯照明环境中，插入2盏青岛法兰克6U-50W节能灯。两种光源的光谱能量分布结构，完全不一样，差别很大。原400W金卤灯为模拟日光色，青岛法兰克6U-50W节能灯为太阳光色。在该环境中，原400W金卤灯的光辐射能量，远远大于2盏青岛法兰克6U-50W节能灯的光辐射能量。在同一个环境中，当两种不同光谱能量分布结构的光辐射，能量差别较悬殊时。能量大的光辐射，对能量小的光辐射，具有湮灭效应。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）因尔，青岛法兰克6U-50W节能灯，照明效果在本现场试验中，体现不够充分。如整个生产车间，全部更换为青岛法兰克6U-50W节能灯，照明效果与质量会更佳。 (二)、与8U-210W大功率节能灯比较1、在每盏灯节省电功率97W，节电率65.99的前提下，用照度计实测地面平均照度提高273.77。即：为8U-210W大功率节能灯照度的2.74倍。2、照明环境，为太阳光色，显色指数R值82左右。观看彩色物体表面颜色，不产生色偏差，色彩饱和度高，颜色逼真。如同在太阳光底下的效果。3、光通量平滑稳定，用频闪专用检测陀螺检测，其旋转图案如同在太阳光底下的效果，无频闪效应危害。照明环境视觉感真实，定位准确（作者韩俭荣）。4、照明环境如同太阳光的效果，明亮、晴晰、舒适，视觉不疲劳，有利于提高生产效率。六、照明节电改造节电效益分析计算因为经现场实测，原8U-210W大功率节能灯的照度，不到原400W外镇流高压汞灯的一半。因此，本技术准备的经济技术参照标准，应是照度高的光源：原400W外镇流高压汞灯。因尔，经济技术计算均是与原400W外镇流高压汞灯的对比计算分析。（一）、节电效益分析计算己知参数1、纸制品包装有限公司，生产车间每天开灯的时间14小时2、纸制品包装有限公司，生产车间照明综合电价0.7元Kwh(度)（二）、节电效益分析计算对原400W外镇流高压汞灯，进行照明节电改造。照度提高1.68倍，照明质量如同太阳光效果。并将产生以下几个方面的经济效益。第一部分：直接节电效益计算1、每盏灯节省电功率430W2、每盏灯每天开灯14小时节电0.43Kw12小时6.02 Kwh(度)3、每盏灯每天开灯14小时节电费6.02 Kwh(度)0.7元Kwh(度)4.214元4、每盏灯每月节电费4.214元30天126.42元5、每盏灯每年节电费126.42元12个月1517.04元。第二部分：间接节电效益分析1、输电线路导线损耗降低。导线损耗共分两部分，分析如下：(1)、节电改造后，每盏灯功率降低，输电线路有功电流I降低。有功电流I在导线上产生的有功损耗I电流的平方导线电阻，降低。具体数值计算，因未实测具体参数，略。(2)、节电改造后，因电子节能灯的功率因数为电容性，与现场电网的电感性功率因数，互为反相，具有补偿效应。输电线路中的无功电流Q降低，无功电流Q在导线上产生的有功损耗Q电流的平方导线电阻，降低。具体数值计算，因未实测具体参数，略。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）2、输电线路电压降降低，端电压提高。节电改造后，输电线路有功电流I、无功电流Q降低，输电线路电压降(IQ)导线电阻，降低。输电线路末端电压提高，改善了供电质量。具体数值计算，因未实测具体参数，略。3、输电线路有效输电容量提高。节电改造后，输电线路有功电流I、无功电流Q降低，有效输电容量提高。具体数值计算，因未实测具体参数，略。（三）、节电改造后照明器材维护成本节省分析计算1、青岛法兰克节能灯，启辉点燃寿命1.5万小时。己有实际使用现场验证，实际启辉点燃时间己超2年半，不需更换，继续使用。2、青岛法兰克节能灯，自出售之日起，灯管不破损，整灯不进水。如不能启辉点燃，质保一年，对故障部件，免费以旧换新。3、以质保一年为前提分析，节电改造后，可节省原来使用400W外镇流高压汞灯，在一年中因更换汞灯的维护费用。具体数值计算，略。七、照明节电改造投资回收期分析计算本技术准备的经济技术参照标准是，原400W外镇流高压汞灯。因尔，经济技术计算均是与原400W外镇流高压汞灯的对比计算分析。(一)、青岛法兰克节能灯与Frank专用节能灯罩价格1、青岛法兰克节能灯，定位于照明节电合同能源管理专用。6U-50W节能灯，每套包括：高光效、低光衰、长寿命灯管总成1个，高频率功率驱动器(镇流器)1个，6芯专用连接电缆1副。全国市场最低限价：含税率6的税票，不含运费，每套240元套。2、青岛Frank专用节能灯罩，按积分球体曲率优化设计，采用进口高反射率铝合金板，连续冲压拉伸抛光成形。光强分布特性与青岛法兰克节能灯辐射特性相匹配。每套包括：高反射率铝合金反光罩E40铸铝陶瓷灯口与灯座总成。全国市场最低限价：含税率6的税票，不含运费，每套220元套。3、价格说明：青岛法兰克节能灯、Frank专用节能灯罩，市场价格公开、固定。如需调整，将一同通知，一同执行。(二)、照明节电改造投资回收期计算1、以1盏灯，每天开灯14小时，为例计算。照明节电改造投资回收期(6U-50W节能灯240元Frank专用节能灯罩220元)每天开灯14小时节电费4.214元109.2天2、1盏灯，每天开灯24小时，其投资回收期，请自行计算。八、照明节电改造技术准备分析计算结论本技术准备的经济技术参照标准是，原400W外镇流高压汞灯。因尔，经济技术计算均是与原400W外镇流高压汞灯的对比计算分析。（一）、现将节电实测、照度实测、节电计算、投资回收期计算等数据列表如下节电实测、照度实测、节电计算、投资回收期计算等数据列表原400W外镇流高压汞灯青岛法兰克节能灯整灯耗电功率480W50W替代后功率替代比例50W：48