（大唐环境产业集团股份有限公司 北京 100097）
摘要：减少厂用电消耗是电厂节能减排的重要方向，脱硫岛（Flue Gas Desulfurization，FGD）作为燃煤电厂的重要组成，照明节能空间巨大。本文从燃煤电厂脱硫岛实际照明出发，对LED光源和常规光源进行性能对比，提出在脱硫岛区域采用LED光源代替常规光源的设计方案。通过对某电厂脱硫岛磨制车间进行DIALux照明模拟，证明了采用LED光源的可行性和有效性。并结合厂用电电价，对LED光源进行经济性分析。结果显示，在燃煤电厂脱硫岛采用LED光源具有更好的经济性，提高了能源的利用率，为电厂节能减排带来巨大的环保效应。
关键词：LED；金卤灯；燃煤电厂；脱硫岛；节能减排
Application of LED to Energy-saving Research for FGD of the Coal-fired Power Plant
WANG Zijia
（Datang Environment Industry Group CO..Ltd.，Beijing 100097，China）
Abstract：The important direction of energy conservation and emission reduction of power plant shall reduce the electricity consumption.Flue Gas Desulfurization，the important composition of coal-fired power plant，shall have huge space to save energy in terms of illumination.In this paper，comparing the performance of LED and conventional light source，based on the analysis of actual lighting conditions for FGD.A design scheme shall be proposed to replace the conventional light source，used the LED in FGD.After an illumination simulation experiment of DIALux，the design scheme is demonstrated to be effective.The economical analysis of FGD shall be analyzed by combining the electricity price of the plant.The analysis result shows that，using the LED in FGD shall be better economy，improve energy efficiency，and have a huge environmental impact for Energy-saving.
Key words：LED； Metal halide lamp； Coal-fired Power Plant； FGD； Energy-saving
引言
能源危机、全球气候变暖等问题的出现，促进了全球绿色照明工程的广泛开展[1]。绿色照明通过采用效率高、寿命长、性能稳定的照明产品，在改善环境的同时，提高人们的工作生活质量[2]。燃煤电厂设备数量庞大、系统复杂，照明系统品质的优劣，将直接影响电厂的安全经济运行。因此，采用科学照明节能技术进行电厂照明工程设计，对改善工作环境，降低厂用电率，实现燃煤电厂节能减排具有巨大的意义[3]。
脱硫岛作为燃煤电厂的重要组成，实际运行过程必须保持稳定的亮灯状态。常规灯具中，金属卤化物灯因光效高、综合指标优越，成为岛内浆液制备车间、脱水车间和循环泵房等场所的理想光源。但金卤灯普遍存在寿命短、耗电大、启动慢等缺点[4]，导致后期维护更换工作量大，增加了人力物力成本。LED作为新型半导体光源，具有长寿命、低功耗、利环保、发光效率高等特点，成为替代现有照明器件的最佳选择[5]。
因此，本文从脱硫岛实际照明情况出发，提出采用LED光源代替常规光源金卤灯的设计方案。从适用性和经济性两方面对比LED光源和常规光源，并结合脱硫岛实际进行照明模拟，证实了本文方法的可行性和有效性。
1 LED光源适用性分析
在脱硫岛照明设计中，光源的选择不仅要考虑环境的适应性，还需满足工艺要求，灯具布置应使整个房间或部分区域照度均匀，不被设备遮挡，防止视觉疲劳，提高利用率，避免光污染。
1.1 LED光源环境适应性分析
燃煤电厂脱硫岛主要为多灰尘、潮湿的露天环境，室外照明主要为吸收塔平台，室内为浆液制备车间、脱水车间和循环泵房等。这些区域的环境较为恶劣，需要光源同时具有防水、防尘等多种特性[6]，条件较为苛刻。LED光源为固体密封结构，采用环氧树脂包裹，不受发热限制，因此防水防尘性能良好[7]。同时，LED光源显色指数高[8]，拥有更高的穿透力，尤其在多粉尘的石膏库区域，具有显著优势。
1.2 LED光源照明性能分析
在满足脱硫岛环境的条件下，不同的工作环境，对光源的照度、色温、眩光和节能指标也有着不同的要求。按照现行国家标准《发电厂和发电厂照明设计技术规定》DL/T 5390，主要工作场所照明标准如表1所示。
表3中，金卤灯为脱硫岛各工作场所现在使用的照明光源，LED灯为本文方案选用的替代光源。故脱硫岛使用金卤灯一天耗电量为
W1=（150+15）×（40×11+30×5+90×18）= 364650 Wh （1）
按每月使用30天，一年12个月计算，则脱硫岛使用金卤灯年耗电量为
S1= 364650×30×12/1000 = 131274 kWh （2）
同理，选择LED工矿灯每天耗电量为
W2= 70×40×11+80×24×5+80×72×18 = 144080 Wh （3）
年耗电量为
S2= 144080×30×12/1000 = 51870 kWh （4）
两种光源年耗电量差为
SΔ = S1 -S2 =131274-51870= 79404 kWh （5）
故使用金卤灯每年耗电量将多出79404 kWh。因此，把原来150 W金卤灯换成80 W的LED工矿灯，一年可节约79404度电，节能约60.5%。
厂用电电价按每度电0.35元计算，使用金卤灯一年的电费为
P1= 131274×0.35= 45946 元 （6）
使用LED工矿灯为
P2= 51870×0.35= 18155 元 （7）
安装在吸收塔平台的金卤灯成套价格约为1290元，安装在脱硫装置的金卤灯约为1860元。其中，镇流器质保期为7年，循环泵房金卤灯灯泡寿命约为3.5年，其余区域寿命约为2年，灯泡单价按200元一个考虑。LED工矿灯成套价格约为1450元，质保期为6年，使用寿命约10年。根据以上数据，可得到两种灯具的经济性对比，见表4。
从表4中可以看出，LED工矿灯无论在初投资还是运行费用均低于金卤灯，每年可节省电费27750元。投资回收期为1年，5年内共节省264492元，平均每年节省52898.4元。因此，无论在节能还是在经济效益方面，LED光源的优势都是显而易见的。
3 结论
本文提出了在燃煤电厂脱硫岛采用LED光源代替常规光源金卤灯的设计方案。LED光源密封性好，光源显色指数高，对脱硫岛多灰尘、潮湿的环境具有良好的适应性。并在能耗和经济性两方面和金卤灯进行对比，结果显示LED光源节能效果明显，经济效益可观。因此，在燃煤电厂脱硫岛推广应用LED光源，将是一种必然的趋势。
参考文献：
[1] 刘虹.中国绿色照明工程20年[J].照明工程学报，2012，23（S1）：12-17.
[2] 李想，林令知.绿色照明在电厂的设计及实现[J].江西电力职业技术学院学报，2011，24（1）：16-18.
[3] 罗炳荣.绿色照明LED在火电厂中的应用[J].化学工程与装备，2017，（01）：159-160.
[4] 镇海区城管局.镇海区路灯LED节能改造探索[J].宁波节能，2017，（02）：5.
[5] 刘映群，丁向荣.高发光效率的LED光电器件的结构设计和性能研究[J].量子光学学报，2015，21（03）：285-290.
[6] 李雅芹.燃煤电厂使用LED光源的技术经济性分析[J].吉林电力，2014，42（05）：27-30.
[7] 陈海华.发电厂设计采用LED照明的探讨[J].浙江电力，2013，32（09）：29-32.
[8] 彭小曼，刘强，万晓霞，等.LED光源显色性主客观评价方法研究[J].照明工程学报，2016，27（01）：6-11.
作者简介：
王子佳（1989-），男，福建福州人，硕士研究生，电气设计员，主要从事燃煤电厂脱硫岛电气设计和配电网电能质量扰动研究。
论文作者:王子佳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/11
标签：光源论文; 电厂论文; 燃煤论文; 金卤灯论文; 节能论文; 环境论文; 工矿论文; 《电力设备》2017年第27期论文;