化工氯碱厂智能照明节能控制改造方案:远程监控照明系统

本文面向氯碱及基础化工企业的电气工程师、设施管理人员与项目决策者 ,从配电间与电气室这一典型场景出发,解析总线型智能照明控制系统如何用"定时+感应"替代"长明灯"。

一、配电间照明:一个被忽视的能耗盲区

配电间和电气室是化工厂的"心脏"------变压器、开关柜、控制柜集中于此,一旦停电或故障,整个生产系统都会受到影响。但与中控室不同,配电间有一个特殊的用能特征:平时无人值守,只有巡检和操作时才需要照明。

这就产生了一个矛盾:为了保证巡检安全,配电间的照明往往被设置为常亮------不管有没有人,灯一直开着。一个中型氯碱厂,配电间和电气室的照明回路少则十几条、多则几十条,全年365天24小时常亮,累计能耗相当可观。

陕西金泰神木氯碱检修中心电气检修二班的运维实践证实了这一点。该班组负责企业照明系统日常维修保障,长期运维中发现传统照明系统存在三大问题:能耗高、成本大 (系统采用人工或固定时段控制的粗放模式)、安全隐患大维护繁琐 。改造后,照明能耗直降23% ,安全事故"清零"。

二、配电间照明的三个控制需求

需求一:巡检时"灯等人"。 巡检人员进入配电间时,照明应即时亮起;离开后,延时关闭。不需要巡检人员手动开关灯,也不需要灯一直亮着。

需求二:分区域独立控制。 配电间通常包含变压器室、高压柜室、低压柜室、电缆夹层等多个功能区域。不同区域的巡检频率不同------高压柜室巡检频率高,电缆夹层可能数周才进去一次。如果所有区域用同一套控制逻辑,要么浪费电,要么影响巡检安全。

需求三:远程状态监测。 配电间照明是否正常、是否有回路故障,管理人员应能在后台实时查看。传统方案下,只有巡检人员到了现场才知道灯坏没坏。

三、总线方案的技术实现:定时+感应的组合逻辑

总线型智能照明控制系统针对配电间的三个需求,提供了一套"定时为主、感应为辅、远程可管"的技术方案。

定时控制策略。 每个配电间区域预设独立的定时方案。例如,变压器室和高压柜室的照明在工作日8:00-18:00保持基础照明,18:00之后切换为感应模式;电缆夹层等低频巡检区域全天候采用感应模式,无人时保持关闭状态。

兰州石化的实践表明,通过加装智能控制箱和计量表,可在后台实现对不同区域照明设施的远程开关及状态监测,系统支持分片区、分时段精准调控,避免以往"一刀切"式照明带来的能源浪费。

感应控制的实现。 在配电间入口、主要巡检通道和关键设备区域部署微波雷达或红外传感器。传感器通过KNX总线接入系统,当巡检人员进入感应区域时,传感器将信号传输至控制器,控制器输出控制信号至MTN647893(8路16A开关控制模块),点亮对应区域的照明回路。人员离开后,控制器按预设延时(建议1-2分钟)关闭照明。

感应控制的核心价值在于"按需照明"。据行业公开数据,陕西陕化煤化工集团通过优化照明控制策略,平均缩减无效照明时长2至3小时,整体照明能耗降低25%至30%。

分区域独立控制。 配电间通常有4-8个功能区域。MTN647893(8路16A开关控制模块) 支持8路独立控制,每回路额定电流16A,可分别管理变压器室、高压柜室、低压柜室、电缆夹层等区域的照明回路。对于回路数较少的配电间,可选用MTN647593(4路开关控制模块) 。需要监测各回路电流、判断灯具工作状态时,可选用带电流检测功能的MTN647895(8路16A开关控制模块带电流检测) 或MTN647595(4路16A开关控制模块带电流检测) 。对于回路数较多的配电间,可选用MTN648493(12路16A开关模块) 或MTN648495(12路16A开关控制模块带电流检测) 。

现场手动控制与远程管控。 在配电间入口配置MTN628319(8键智能面板带耦合器) 或MTN6215触摸控制面板,运维人员可根据现场需要手动切换照明模式。面板采用KNX总线供电,嵌墙安装。管理人员可通过MTN6260-0307(7寸触摸屏) 在本地集中管理各回路状态,或通过MTN680329(KNX/IP网关) 将系统接入上层管理平台,实现远程查看各回路状态、能耗数据和故障信息。MTN684064(640MA电源模块) 为整个KNX总线系统提供稳定供电。

四、与传统方案的量化对比

以一座中型氯碱厂配电间为例,假设包含变压器室、高压柜室、低压柜室、电缆夹层4个区域,共计20盏40W LED灯具。

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| 对比维度 | 传统方案(常亮) | 总线方案(定时+感应) |
| 日均有效照明时长 | 24小时 | 约6小时(含巡检+基础值守) |
| 日耗电量 | 约19.2度 | 约4.8度 |
| 年耗电量 | 约7008度 | 约1752度 |
| 节能率 | --- | 约75% |

"75%"是配电间这一特定场景的数据------因为配电间"平时无人"的特征比中控室更明显,节能空间更大。如果将配电间和电气室的照明改造纳入全厂照明改造方案,节能贡献将非常可观。舟山石化全区域改造后,月均节电可达3.3万千瓦时 ,年节约电费约36万元

五、选型与部署要点

传感器部署要点。 微波雷达传感器安装于巡检通道和关键设备区域正上方,探测半径建议覆盖3-5米。入口传感器安装于门框上方或内侧顶部,确保人员进入时即时触发。电缆夹层等特殊区域,传感器安装需注意避开电缆桥架遮挡。

总线布线。 配电间内部署的KNX总线线缆采用屏蔽双绞线(如RVSP 2×1.0mm²),沿电缆桥架敷设,与动力电缆保持不小于300mm的安全间距。配电箱内模块采用35mm标准导轨安装,与断路器并排布置。MTN684064(640MA电源模块) 需根据总线段负载合理配置,确保总线供电稳定。

六、实施效果参考

兰州石化照明系统改造工程覆盖炼油区及化工区共7个区域,计划更换约17000套 新型LED节能灯具,同步加装智能化控制系统。据测算,采用高效LED灯具及光伏照明后,每年可节约用电约524万千瓦时

大榭石化上线智能照明控制系统后,照明用电从每月2.47万千瓦时 降到0.74万千瓦时 左右,有效控制了装置亮灯时间,一年节省费用36万元 。该系统的核心控制逻辑正是"光控+时控"的组合------光控模式在外界光照强度大时自动断开照明回路,光照弱时重新合上;时间控制模式根据不同季节的日出日落时间调节开关灯时刻。

对于氯碱及基础化工企业来说,配电间照明改造是一项"投入小、回报快、风险低"的举措。不需要停产、不需要更换配电柜、不影响正常巡检,一套总线型智能照明控制系统即可实现从"长明灯"到"按需照明"的转变。