LED光源应用于燃煤电厂脱硫岛的节能优化研究王子佳

LED光源应用于燃煤电厂脱硫岛的节能优化研究王子佳

王子佳

（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（FlueGasDesulfurization，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

ApplicationofLEDtoEnergy-savingResearchforFGDoftheCoal-firedPowerPlant

WANGZijia

（DatangEnvironmentIndustryGroupCO..Ltd.，Beijing100097，China）

Abstract：Theimportantdirectionofenergyconservationandemissionreductionofpowerplantshallreducetheelectricityconsumption.FlueGasDesulfurization，theimportantcompositionofcoal-firedpowerplant，shallhavehugespacetosaveenergyintermsofillumination.Inthispaper，comparingtheperformanceofLEDandconventionallightsource，basedontheanalysisofactuallightingconditionsforFGD.Adesignschemeshallbeproposedtoreplacetheconventionallightsource，usedtheLEDinFGD.AfteranilluminationsimulationexperimentofDIALux，thedesignschemeisdemonstratedtobeeffective.TheeconomicalanalysisofFGDshallbeanalyzedbycombiningtheelectricitypriceoftheplant.Theanalysisresultshowsthat，usingtheLEDinFGDshallbebettereconomy，improveenergyefficiency，andhaveahugeenvironmentalimpactforEnergy-saving.

Keywords：LED；Metalhalidelamp；Coal-firedPowerPlant；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。

1LED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。

1.1LED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。

1.2LED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/T5390，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）=364650Wh（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=131274kWh（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=144080Wh（3）

年耗电量为

S2=144080×30×12/1000=51870kWh（4）

两种光源年耗电量差为

SΔ=S1-S2=131274-51870=79404kWh（5）

故使用金卤灯每年耗电量将多出79404kWh。因此，把原来150W金卤灯换成80W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。