实施照明节能合同能源管理现场实测与跟踪报告.doc

Hanjianrong Qingdao Frank Microelectronics 第 9 页2024/5/4 周六在钢铁公司实施照明节能合同能源管理现场实测与跟踪报告青岛法兰克(Frank)微电子有限公司青岛专用集成电路(ASIC)设计工作室合同能源管理机制推进事业部高频光源事业部高频光源设计工程师 韩俭荣摘 要：青岛法兰克在钢铁公司，采用自主研发生产的6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，在钢铁公司实施照明节能合同能源管理技术改造。改造汞灯照度提高4倍，1W替代6.14W，节电83.7。改造金卤灯照度提高25，1W替代8.1W，节电87.7。改造后，车间的照明环境为太阳光色，可见光比例高。有效视觉照度高。显色指数R值82，较原来分别提高4倍和2倍，显色能力强，能够准确显示物体的原本色彩。光通量平滑稳定、波动小，无频闪效应危害。生产车间照明环境如同太阳光的效果，明亮、清晰；观看物体表面颜色，色度饱和度高、色彩真实；运动物体(如吊车的吊钩)空中定位感真实、准确；观看细小物体(如游标、卡尺刻度值)真实、不模糊；长时间工作视觉不疲劳、舒适。有利于提高生产效率。本EMC案例自二00六年三月份开始技术准备，八月份开始编拟合同，九月份安装1200盏开始运行。至二00七年五月份，检修维护统计有30多盏节能灯故障不能启辉点燃。其余节能灯均能在钢厂电压波动大和电压跌落、谐波功率和浪涌电流大、高压尖峰幅值高与持续周期长的电网环境中，和烟尘较为严重及部分位置温度较高的较为恶劣的空间环境中，稳定可靠地启辉点燃。关键词： 合同能源管理 6U50W节能灯 高压汞灯 金属卤化物灯 直接替代 有效视觉照度 实际功率替代比例 实际节电率 一、概述大型上市国企某股份钢铁公司，生产车间装有高压汞灯和金属卤化物灯，总量共4000余盏。青岛法兰克(Frank)微电子有限公司，第一个合同投入1200盏，6U-50W分体式高频率合同能源管理专用节能灯，配用青岛法兰克Frank节能灯专用灯罩。保持光源位置不变，高度不变，直接替代。合同能源管理期限为36个月，节能效益每月按合同约定比例分成。自二00六年八月份签订合同，九月初开始实施至今。二、照明节能合同能源管理的技术准备（一）、技术准备的参与技术人员青岛法兰克(Frank)微电子有限公司照明节电合同能源管理机制推进事业部 李先生股份钢铁公司 电器管理科 王先生股份钢铁公司 能源管理科 王先生（二）、技术准备的技术项目内容1、实测汞灯、金卤灯、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，三种光源在实际电压状态下的实际电功率。2、实测汞灯、金卤灯、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，三种光源在实际电功率状态下的地面实际照度值。3、实测汞灯、金卤灯、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，三种光源在实际现场的显色性能。4、实测汞灯、金卤灯、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，三种光源在实际现场的频闪效应危害程度。5、评估汞灯、金卤灯、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，三种光源在实际现场的地面有效视觉照度感与空间有效视觉照度感。6、检验青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，在电压波动大、电压跌落、谐波功率大、浪涌电流大的实际电网环境中，启辉点燃的可靠性。三、照明节能合同能源管理的技术准备方法（一）、三种光源的实际电功率的测试采用上海新华力电表厂生产的“杭华”牌，2.5A单相电子式电能表2只。经公司电能表校验室王高级工程师校验。电能表误差在0.6以内。现场测试计量每天24小时的耗电度（Kwh）数，再按照功率P=耗电度(Kwh)点燃时间24小时，计算出三种光源在实际电压状态下的实际耗电功率。（二）、三种光源实际地面照度值的测试采用数字式照度计(勒克斯表)分别在三种电光源的垂直正下方，直接测量读取照度值Lx。（三）、三种光源实际显色性能的测试因测试显色性能的仪器没有便携式，不能够在现场用仪器实测。故采用对比的方法现场直观比较。其直观方法是：一是：先将双手放在太阳光下观看其颜色，双手颜色红润富有生机。二是：再将双手分别放在三种光源下观看其颜色，三种光源下双手的颜色是差别很大的。三是、比对三种光源下双手的颜色，与在太阳光下的颜色差异。与在太阳光下的颜色差异越小，光源的显色性能越高。（四）、三种光源实际频闪效应的测试1、鉴别与评价工具：直观鉴别与评价电光源频闪与频闪效应的工具，通常采用频闪检测专用陀螺。2、鉴别与评价标准：鉴别与评价电光源频闪与频闪效应，是以太阳光为标准的。太阳光的光通量是平滑稳定的，没有频闪与频闪效应危害。电光源的光通量平滑稳定度，越接近太阳光，电光源的频闪深度越小，频闪效应危害越小。3、鉴别与评价方法：A、先在太阳光底下选定一个平面，将专用检测陀螺放在平面上旋转。专用检测陀螺上的图案，是多道黑白相间的光环。在旋转的全过程中，陀螺上的图案，并不随着旋转的速度而发生变化，而是稳定固定。这种黑白相间，并且稳定固定的光环图案、色彩现象，表明太阳光没有频闪与频闪效应危害。B、分别在汞灯、金卤灯和青岛法兰节能灯三种光源正下方，旋转专用检测陀螺，三种光源下的图案是不一样的C、如果在某光源正下方，旋转的陀螺上的图案。产生多道色彩不同的光环，并且各道光环，会随着陀螺旋转速度的变化，表现出旋转方向、旋转速度、色彩的随机变化。这种图案、色彩的丰富变化现象，表明这种光源频闪与频闪效应危害非常严重。D、如果在某光源正下方，旋转的陀螺上的图案。只产生多道黑白相间的光环，并且黑白相间的光环，随着陀螺旋转速度的变化。其旋转方向、旋转速度、色彩均不变化，稳定固定，近似于在太阳光底下的效果。表明这种光源没有频闪与频闪效应危害。（五）、地面与空间有效视觉照度感的测试地面有效视觉照度感与空间有效视觉照度感，是人的肉眼对地面和空间照明效果与质量的综合感受与评价。与照明环境中的光通量、光色、显色性能、频闪效应等物理量有关，亦与人的性别、年龄，人眼对红、绿、蓝三色光的感受灵敏度不同等等生理因素有关。人的肉眼在感受光的刺激时，对光的强度不能定量地做出判断。但是对在同一个空间中，来评估判定不同种类的光源，或者是同种类的几个光源的光强度时，则是非常准确的。特别是在明视觉环境中，这种准确性是相当高的。因此，对三种光源的地面有效视觉照度感与空间有效视觉照度感的评估，采取以下方法：一是：在车间用青岛法兰克节能灯，分别替代原汞灯和原金卤灯。建立三个相同空间条件下的实际的照明现场环境。二是：参与技术准备的技术人员，现场对三种光源照明环境中地面亮度感与空间亮度感，进行实地感受、比对、评估。三是：亦可分别在三种光源的照明环境中，阅看晚报上关于股市行情的小6号阿拉伯数字。比较其阅看清晰度和真实感。四是：让生产车间的生产工人，在实际生产操作中，感受、检验三种光源的实际照明效果与质量。（六）、三种光源实际启辉点燃可靠性的测试汞灯、金卤灯这两种传统光源，股份钢铁公司己应用多年，对其启辉点燃可靠性己很了解。本案例技术准备中，主要是检验青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，在电压波动严重、电压跌落、谐波功率大、浪涌电流大的实际电网环境和空间环境中，启辉点燃的可靠性。技术方法是：将青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，安装于生产车间实际点燃运行6个月。四、照明节能合同能源管理技术准备的时间本案例的技术准备，自二00六年三月中旬开始。八月份下旬开始编写照明节电合同能源管理合同书，技术准备历时六个月左右。五、照明节能合同能源管理的技术实施(一)、改造高压汞灯股份钢铁公司生产车间使用高压汞灯的地方，1个灯架上1个标准深照型灯罩，每个灯罩内安装1盏400W高压汞灯。用青岛法兰克6U-50W分体式高频率合同能源管理专用节能灯，保持光源位置不变，高度不变，匹配Frank专用节能灯罩，直接替代。对两种光源的实际耗电功率、替代后节电率、地面照度值、替代后照度提高率等数据，实测如下表：实际耗电功率、替代后节电率、地面照度值、替代后照度提高率列表 电表读数光源种类起点读数(kWh)24小时读数(kWh)24小时耗电数(kWh)实际耗电功率(W)相同垂直高度照度值(Lx)400W汞灯11.8521.299.4439312Lx法兰克6U-50W节能灯0.151.691.546448Lx节省电功率法兰克6U-50W节能灯替代400W汞灯：实际节省电功率=393W64W329W功率替代比例法兰克6U-50W节能灯替代400W汞灯：实际功率替代比例=393W64W1W：6.14W节电率法兰克6U-50W节能灯替代400W汞灯：实际节电率=329W393W10083.7照度提高值法兰克6U-50W节能灯替代400W汞灯：地面照度提高值48Lx12Lx36Lx地面照度提高值，较原来提高3倍原来的4倍照度提高率法兰克6U-50W节能灯替代400W汞灯：地面照度提高率36Lx12Lx100300地面照度提高率，较原来提高3倍原来的4倍结 论法兰克6U-50W节能灯替代原有400W汞灯：在照度较原来提高3倍原来的4倍的前提下，功率替代比例1W：6.14W，实际节电率=83.7 (二)、改造金卤灯股份钢铁公司生产车间使用金属卤化物灯的地方，1个灯架上1个标准深照型灯罩，每个灯罩内安装1盏400W金属卤化物灯。用青岛法兰克6U-50W分体式高频率合同能源管理专用节能灯，保持光源位置不变，高度不变，匹配Frank专用节能灯罩，直接替代。对两种光源的实际耗电功率、替代后节电率、地面照度值、替代后照度提高率等数据，实测如下表：实际耗电功率、替代后节电率、地面照度值、替代后照度提高率列表 电表读数光源种类起点读数(kWh)24小时读数(kWh)24小时耗电数(kWh)实际耗电功率(W)相同垂直高度照度值(Lx)吊式400W金卤灯1.6914.1512.4651940Lx法兰克6U-50W节能灯0.151.691.546450Lx节省电功率法兰克6U-50W节能灯替代400W金卤灯：实际节省电功率=519W64W455W功率替代比例法兰克6U-50W节能灯替代400W金卤灯：实际功率替代比例=519W64W1W：8.1W节电率法兰克6U-50W节能灯替代400W金卤灯：实际节电率=455W519W10087.7照度值提高值法兰克6U-50W节能灯替代400W金卤灯：地面照度提高值50Lx40Lx10Lx照度提高率法兰克6U-50W节能灯替代400W金卤灯：地面照度提高率10Lx40Lx10025结 论法兰克6U-50W节能灯替代原有400W金卤灯：在照度提高25的前提下，功率替代比例1W：8.1W，实际节电率=87.7 六、照明节能合同能源管理实施后节电率与照度提高率评估（一）、改造高压汞灯后节电率与照度提高率青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，保持光源位置不变，高度不变，直接替代原有400W高压汞灯。在照度较原来提高3倍原来的4倍的前提下，功率替代比例1W：6.14W，实际节电率=83.7 。（二）、改造金属卤化物灯后节电率与照度提高率青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，保持光源位置不变，高度不变，直接替代原有400W金属卤化物灯。在照度较原来提高25的前提下，功率替代比例1W：8.1W，实际节电率=87.7 。七、照明节能合同能源管理实施后节电效益评估（一）、改造高压汞灯后节电效益(每天按24小时开灯计算)1、替代后，1盏灯节省的电功率汞灯电功率393W节能灯电功率64W329W2、替代后，1盏灯1天节省的电度数每天开灯24小时329W24小时7.896度3、替代后，1盏灯1天节省的电费数每天开灯24小时7.896度综合电价0.463元度3.66元4、替代后，1盏灯1个月节省的电费数每天开灯24小时每天3.66元30天109.8元5、替代后，1盏灯1年节省的电费数每天开灯24小时每月109.8元12个月1317.6元6、替代后，1盏灯1年节省的原来用于维护更换汞灯的购灯费用数原来的高压汞灯，因其技术品质的原因，启辉点燃寿命在2-3个月左右，本案例计算取其寿命的最大值3个月，1年1盏灯需更换12个月3个月4盏。400W汞灯的市场售价在2328元左右，本案例计算取其价格的最小值23元。因此，1盏灯1年节省更换购灯费用4盏23元92元7、替代后，1盏灯1年节省的总效益对原高压汞灯实施合同能源管理节电改造后，在地面照度提高值，较原来提高3倍原来的4倍，照明效果与质量有大幅度提高的前提下。1盏灯1年节省的总效益1年节省电费1317.6元节省的购汞灯费用92元1409.6元8、替代后，1盏灯3年节省的总效益对原高压汞灯实施合同能源管理节电改造后，在地面照度提高值，较原来提高3倍原来的4倍，照明效果与质量有大幅度提高的前提下。1盏灯3年节省的总效益1年节省的总效益1409.6元34228.8元（二）、改造金属卤化物灯后节电效益(每天按24小时开灯计算)1、替代后，1盏灯节省的电功率金卤灯电功率519W节能灯电功率64W455W2、替代后，1盏灯1天节省的电度数每天开灯24小时455W24小时10.92度3、替代后，1盏灯1天节省的电费数每天开灯24小时10.92度综合电价0.463元度5.06元4、替代后，1盏灯1个月节省的电费数每天开灯24小时每天5.06元30天151.8元5、替代后，1盏灯1年节省的电费数每天开灯24小时每月151.8元12个月1821.6元6、替代后，1盏灯1年节省的原来用于维护更换金卤灯的购灯费用数原来的金卤灯，其启辉点燃寿命在1年左右， 1年1盏灯需更换1盏。400W金卤灯的市场售价在6080元左右，本案例计算取其价格的最小值60元。因此，1盏灯1年节省更换购灯费用1盏60元60元7、替代后，1盏灯1年节省的总效益对原金卤灯实施合同能源管理节电改造后，在地面照度提高值，较原来提高25，照明效果与质量有较明显提高的前提下。1盏灯1年节省的总效益1年节省电费1821.6元节省的购汞灯费用60元1881.6元8、替代后，1盏灯3年节省的总效益对原金卤灯实施合同能源管理节电改造后，在地面照度提高值，较原来提高25，照明效果与质量有较明显提高的前提下。1盏灯3年节省的总效益1年节省的总效益1881.6元35644.8元八、照明节能合同能源管理实施后照明质量对比分析评估（一）、改造高压汞灯后照明质量对比分析评估1、色温与光色（1）、原有400W高压汞灯，色温4000K左右，模拟日光色。照明环境对人的视觉情绪调动不够，易产生懒散感觉。（2）、法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，色温6500K左右，太阳光光色。照明环境明亮、清晰、舒适，人的视觉情绪高涨，有利于提高生产效率。2、光谱能量分布结构与可见光比例（1）、原有400W高压汞灯，光谱能量分布结构不合理。产生光通量中，含有较多的紫外光和较多的蓝色光，可见光比例低。有效视觉光效低，有效视觉照度低。（2）、法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，光谱能量分布结构接近于太阳光的光谱能量分布，与人眼视觉函数曲线基本相一致。产生光通量中，可见光比例高，有效视觉光效高，有效视觉照度高。3、光谱能量分布结构与显色能力（1）、原有400W高压汞灯，光谱能量分布结构不合理，光通量显色指数R值在20左右，显色能力很低。照明环境产生严重的色偏差，不能正确地辨识彩色物体的真实颜色。在400W高压汞灯照明环境中的双手，颜色暗淡灰青色，缺少血红色彩感。（2）、法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，显色指数R值在85左右，接近于太阳光的R值100，显色能力高。照明环境色彩逼真，能够正确地辨识彩色物体的真实颜色。青岛法兰克节能灯照明环境中的双手，血红色彩感鲜艳真实，与太阳光下的颜色基本一致，富有生机。4、频闪与频闪效应危害（1）、原有400W高压汞灯，由于将50Hz工频交流电源直接加到光源发光体上，驱动其点燃发光。频闪深度高达65，频闪效应危害严重。运动物体的运行轨迹视觉感不真实，视觉定位感差；照明环境视觉疲劳度严重；导致生产效率低下。用频闪专用检测陀螺检测，旋转的陀螺上的图案，产生多道色彩不同的光环。并且各道光环，会随着陀螺旋转速度的变化，表现出旋转方向、旋转速度、色彩的随机变化，并且图案的颜色较深、变化极为丰富。表明高压汞灯的频闪与频闪效应危害非常严重。（2）、法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，采用高频电能变换器做为驱动功率源，电能变换器的AC-DC-AC变换频率达45Khz，加在光源放电发光体上的电能量为高频电功率。频闪深度小于5，无频闪效应危害。运动物体的运行轨迹视觉感真实、清晰，视觉定位感准确；照明环境舒适，视觉不疲劳度；有利于提高生产效率。用频闪专用检测陀螺检测，旋转的陀螺上的图案，仅是多道黑白相间的光环。并且各道光环，在陀螺旋转速度的变化过程中，表现出旋转方向、旋转速度均稳定不变化。与在太阳光下旋转的效果基本一致。表明青岛法兰克节能灯无频闪效应危害。（二）、改造金属卤化物灯后照明质量对比分析评估1、色温与光色（1）、原有400W金属卤化物灯，色温4500K左右，模拟日光色。照明环境对人的视觉情绪调动不够，易产生懒散感觉。（2）、法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，色温6500K左右，太阳光光色。照明环境明亮、清晰、舒适，人的视觉情绪高涨，有利于提高生产效率。2、光谱能量分布结构与可见光比例（1）、原有400W金属卤化物灯，光谱能量分布结构不合理。产生光通量中，含有约36紫外光和较多的蓝色光，可见光比例低。有效视觉光效低，有效视觉照度低。（2）、法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，光谱能量分布结构接迈于太阳光的光谱能量分布，与人眼视觉函数曲线基本相一致。产生光通量中，可见光比例高，有效视觉光效高，有效视觉照度高。3、光谱能量分布结构与显色能力（1）、原有400W金属卤化物灯，光谱能量分布结构不合理，光通量显色指数R值在40左右，显色能力较低。照明环境产生严重的色偏差，不能正确地辨识彩色物体的真实颜色。在400W金属卤化物灯照明环境中的双手，颜色暗淡灰青色，缺少血红色彩感。（2）、法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，显色指数R值在85左右，接近于太阳光的R值100，显色能力高。照明环境色彩逼真，能够正确地辨识彩色物体的真实颜色。青岛法兰克节能灯照明环境中的双手，血红色彩感鲜艳真实，与太阳光下的颜色基本一致，富有生机。4、频闪与频闪效应危害（1）、原有400W金属卤化物灯，由于将50Hz工频交流电源直接加到光源发光体上，驱动其点燃发光。频闪深度高达65，频闪效应危害严重。运动物体的运行轨迹视觉感不真实，视觉定位感差；照明环境视觉疲劳度严重；导致生产效率低下。用频闪专用检测陀螺检测，旋转的陀螺上的图案，产生多道色彩不同的光环。并且各道光环，会随着陀螺旋转速度的变化，表现出旋转方向、旋转速度、色彩的随机变化，并且图案的颜色较深、变化极为丰富。表明金属卤化物灯的频闪与频闪效应危害非常严重。（2）、法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，采用高频电能变换器做为驱动功率源，电能变换器的AC-DC-AC变换频率达45Khz，加在光源放电发光体上的电能量为高频电功率。频闪深度小于5，无频闪效应危害。运动物体的运行轨迹视觉感真实、清晰，视觉定位感准确；照明环境舒适，视觉不疲劳度；有利于提高生产效率。用频闪专用检测陀螺检测，旋转的陀螺上的图案，仅是多道黑白相间的光环。并且各道光环，在陀螺旋转速度的变化过程中，表现出旋转方向、旋转速度均稳定不变化。与在太阳光下旋转的效果基本一致。表明青岛法兰克节能灯无频闪效应危害。九、照明节能合同能源管理实施后地面与空间有效视觉照度感的评估用青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，对原高压汞灯和金属卤化物灯，实施照明节电合同能源管理改造后。生产车间地面的有效视觉照度感和空间有效视觉照度感，表现出以下特点：1、改造后，在生产车间多个地点对地面照度值进行实测：最低的地点48Lx，最高的地点56Lx，大多数地点在50Lx左右，且偏高的占多数。为述术方便，我们取其大多数值的整数值50Lx。2、改造后，生产车间地面照度：较原高压汞灯的12Lx，提高3倍原来的4倍以上。较原金属卤化物灯的40Lx，提高幅度在25以上。3、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，光谱能量分布曲线，接近于人眼的视觉函数曲线；驱动功率源的AC-DC-AC变换频率高达45Khz。光量子转换效率高，发出的光通量为太阳光色。光通量中可见光比例高，有效视觉光效高，有效视觉照度高；显色指数R值在82左右，显色性能为高压汞灯的4倍左右、金卤灯的2倍左右；光通量平滑稳定、频闪深度小，无频闪效应危害。生产车间照明环境如同太阳光的效果，明亮、清晰；观看物体表面颜色，色度饱和度高、色彩真实；运动物体(如吊车的吊钩)空中定位感真实、准确；观看细小物体(如游标、卡尺刻度值)真实、不模糊；长时间工作视觉不疲劳、舒适。有利于提高生产效率。十、照明节能合同能源管理实施后，实际启辉点燃可靠性的评估(一)、股份钢铁公司生产车间的电网环境股份钢铁公司生产车间，大功率电动机多、功率负荷大。电动机的运行状况是：功率负荷变化频次高、速率大。电网环境的特点是：一是：电压波动范围大、持续时间长、频次高；二是：在大功率负荷变化剧烈时，电压跌落持续周期长；三是：电网谐波功率大；四是：浪涌电流大；五是：高压尖峰脉冲，出现的频次多、幅值高、持续周期长；六是：电网实际供电频率发生动态性频率偏移。(二)、股份钢铁公司生产车间的空间环境1、烟、尘较多，部分空间的烟、尘严重；2、车间的部分空间(如轧钢机)的环境温度较高；3、车间的部分空间空旷暴露，环境如同室外，冬季环境温度较低；(三)、股份钢铁公司生产车间的实际开灯间股份钢铁公司生产车间的开灯间，基本为三种情况：1、有的生产车间、有的生产工位，每天开灯24小时；2、有的生产车间、有的生产工位，每天开灯14-16小时；3、有的生产车间、有的生产工位，每天开灯10-12小时；(四)、青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，运行实况本案例自二00年三月份开始技术准备，八月份编拟合同，九月份开始安装1200多盏实地运行。至二00七年五月份，青岛法兰克6U-50W高频率合同能源管理专用节能灯，在钢铁股份公司实际的电网环境、空间环境中，能够稳定可靠地启辉点燃。据检修统计：1200多盏节能灯，有30多盏节能灯故障，不能启辉点燃。该故障率，己经小于传统光源的故障率，也大大小于普通节能灯的故障率。在本合同能源管理案例中，实施节能项目的企业股份钢铁公司能够接受，节能技术服务企业-青岛法兰克微电子有限公司能够承受，具有较为现实的可行性。十一、获取详细资料：1、百度搜索：青岛法兰克微电子高频率节能灯2、登陆：中国照明网-论坛-韩俭荣专栏3、登陆：4、致电：Gsm：1360 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