УДК 669.°13.6 =ЕВРАЗ ЕВРАЗ ЗСМК
50 лет
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
© Богатищев Владимир Валерьевич
ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» Россия, г. Новокузнецк. Е-mail: Vladimir.Bogatischev@evraz.com
Статья поступила 21.04.2014 г.
Представлены опыт проведения работ, направленных на повышение эффективности производственного освещения комбината, поиск и выбор оптимального варианта модернизации системы освещения, цели и первые результаты программы повышения эффективности освещения в ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК».
Ключевые слова: энергоэффективность; освещение.
В настоящее время энергоэффективность -
одно из пяти приоритетных направлений развития технологий в нашей стране. ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» также разрабатывает и реализует мероприятия, проекты и программы повышения энергоэффективности производства. Одна из таких программ предусматривает повышение эффективности производственного освещения.
Выполнение этой программы имеет экономическую и социальную цели. Экономическая цель заключается в снижении расхода электроэнергии на освещение. Социальная цель - обеспечение уровня освещенности, достаточного для безопасного осуществления технологического процесса. Недостаточное или не соответствующее характеру работ освещение вызывает напряжение зрения, появление чувства сонливости, снижение внимания и общее утомление, что снижает работоспособность человека, производительность его труда и влияет на безопасность производственного процесса.
Одновременная реализация мероприятий для достижения обозначенных целей при условии обеспечения минимального срока окупаемости -нелегкая задача. В течение года была проведена работа по сбору информации о количестве, мощности, типах светильников и ламп, применяемых для производственного освещения, поиску и выбору наиболее выгодных и эффективных вариантов систем освещения. В результате была сформирована «Программа повышения эффективности систем освещения» с применением современных энергоэффективных светильников и ламп. Период реализации Программы - 2013-2017 гг. Расчетный простой срок окупаемости мероприятия составляет 1,5 года.
Программой предусматривается заменить в основных подразделениях комбината 50 тыс. светильников большой мощности на сумму 300 млн руб. со снижением установленной мощности на 11 МВт и экономией более 200 млн руб. в год за счет сокращения потребления электроэнергии.
Процесс массового перехода на эффективные источники света на комбинате был начат в 20052006 гг., когда в сортопрокатном цехе заменили 1500 отечественных светильников типа РСП 1000 общего освещения станов металлогалогенными светильниками фирмы Philips мощностью 400 Вт. Замена светильников позволила существенно повысить надежность системы освещения, локально увеличить уровень освещенности и снизить расход электроэнергии на освещение. Дальнейший процесс модернизации систем освещения замедлился, так как при высокой стоимости импортных светильников и низкой стоимости электроэнергии срок окупаемости мероприятия составлял более трех лет, что с экономической точки зрения было не выгодно. Технические характеристики пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) светильников российского производства в то время не соответствовали характеристикам более эффективных ламп европейского производства, что не позволяло сформировать более дешевый эффективный источник света.
Вернулись к проектам эффективного освещения в 2010 г. при определении рисков нарушений производственных процессов в результате запрета оборота ламп накаливания мощностью 100 Вт и выше в соответствии с Федеральным Законом РФ от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффек-
тивности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». При определении количества ламп накаливания большой мощности, подлежащих замене другими источниками света, была собрана информация о характеристиках всех систем освещения комбината. Большая часть систем освещения состояла из светильников с ртутными лампами большой мощности и лампами накаливания большой и малой мощности. Общая установленная мощность систем освещения составляла 33 МВт, в том числе производственного освещения - 28 МВт. Расход электроэнергии на освещение по расчетам составлял около 8% от общего расхода электроэнергии. Расход электроэнергии на освещение в удельных расходах электроэнергии на производство продукции составлял от 4 до 40% в зависимости от вида продукции, при этом средний уровень освещенности в подразделениях комбината был снижен до 43% от нормативного значения. Стало понятно, что переход на более эффективные источники света - это один из значимых способов повышения эффективности и безопасности производства.
В 2011-2012 гг. был проведен поиск наиболее оптимальных вариантов замены неэффективных источников света, проведена массовая опытная эксплуатация компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) мощностью до 150 Вт, индукционных светильников мощностью до 300 Вт, светодиодных светильников мощностью до 150 Вт, светильников с металлогалогенными и натриевыми лампами разных производителей.
В результате проведения опытной эксплуатации были получены фактические данные о технических характеристиках и работе вышеуказанных светильников и ламп.
Характеристики газоразрядных ламп, выпускаемых под одним брендом в разных странах, оказались существенно различными, в том числе по цветовой температуре, световому потоку и сроку службы. Опытная эксплуатация показала низкую надежность работы светильников с электронной пускорегулирующей аппаратурой (ЭПРА) в условиях высокой температуры и низкого качества напряжения в основных цехах комбината, а именно: срок службы КЛЛ большой мощности не превышал трех месяцев, выход из строя индукционных светильников составил 8%, а светодиодных - 6% в год. Кроме того, анализ работоспособности систем освещения показал, что средний срок эффективной эксплуатации светильников в металлургии не превышает 7-8 лет, в течение которого
в лампы, защитные стекла, отражатели и излучатели въедается металлическая пыль и покрывает их несмываемым желтым налетом, существенно снижающим оптические характеристики светильников. Понимание необходимости эпизодической замены светильников или их комплектующих для поддержания высоких значений оптических характеристик привело к выводу, что применение дорогих высоконадежных светильников экономически нецелесообразно.
В результате проведения опытной эксплуатации стало ясно, что если на первом этапе выбор светильников был основан на сравнении характеристик наиболее эффективного светотехнического оборудования (таблица), то второй этап уже учитывал и опыт эксплуатации.
Отдельно хотелось бы остановиться на светодиодном освещении. Нет сомнений, что будущее за ним. Сравнение эффективности комплектов газоразрядных и светодиодных светильников показывает, что экономический эффект при длительной эксплуатации светодиодных светильников, как правило, выше. Массовое применение светодиодного оборудования сдерживает его высокая цена, что влияет на срок окупаемости мероприятия. Кроме того, световой поток и срок службы светодиодного светильника существенно зависят от температуры воздуха, и в горячих цехах, где температура воздуха летом достигает 60-70 °С, средний срок службы светильника сокращается в 3-4 раза со спадом светового потока до 50% от номинального значения.
В то же время светодиодные источники света находятся в стадии активного развития, ежегодное среднее увеличение эффективности светоди-одов составляет 20% при снижении их стоимости на 20%. Согласно прогнозу Министерства энергетики США, в течение 5-6 лет эффективность светодиодной продукции увеличится в два раза при дальнейшем снижении ее стоимости. Приобретая светодиодные светильники сейчас, мы обрекаем себя на длительный период эксплуатации дорогих светильников с пока еще не очень высокой эффективностью и ожидаемым существенным снижением светового потока в этот период. Становится понятным, что в настоящее время выгоднее снизить мощность системы освещения в два раза при переходе на относительно недорогое металлогалогенное освещение, а затем через 6-7 лет вновь в 2-3 раза снизить мощность системы освещения при переходе на существенно более эффективные и уже недорогие светодиодные источники света.
Таблица 1. Сравнение эффективности комплектов светотехнической аппаратуры для общего освещения одного пролета цеха
Параметры Существующий комплект светильников Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4
Вид освещения Ртутные МГЛ Светодиодное Светодиодное Индукционное
Производитель Россия Россия Англия Россия Китай
Тип светильника РСП01-1000 ЖСП51-400 HLGN4KN-EU DIALIGHT СОЮЗ 11100/210/12-67 LVD 0361-1
Тип лампы ДРЛ-700 Master HPI Plus 400W - - Saturn LVD-GY-TX 121
Стоимость светильника в комплекте с ПРА, руб. 2271 3300 32173 18730 2288
Стоимость лампы, руб. 217 896 - - 4251
Цена одного комплекта без НДС, руб. 2488 4196 32173 18730 6539
Срок службы лампы, ч 12000 20000 100000 100000 100000
Мощность лампы, Вт 1000 400 250 210 120
Оптический КПД светильника, % 0,7 0,75 0,99 0,99 0,8
Электрический КПД светильника, % 0,85 0,85 0,99 0,95 0,98
Световой поток лампы, Лм 52500 42500 25319 28900 10500
Световой поток одного комплекта, лм 36750 31875 25066 28611 8400
Общее количество светильников, шт. 100 114 145 127 430
Световой поток для одного пролета, кЛм 3675 3634 3635 3634 3612
Стоимость комплекта светильников, тыс. руб. 249 478 4665 2379 2812
Расход электроэнергии за год работы, тыс. кВт-ч 1031 470 321 246 461
Стоимость электроэнергии за год работы, тыс. руб. 2059 939 641 491 922
Затраты на содержание за год, тыс. руб. 16 45 0 0 160
Всего затраты на содержание освещения за год, тыс. руб. 2075 984 641 491 1082
Срок окупаемости мероприятия, лет - 0,44 3,25 1,5 2,83
Экономический эффект, тыс. руб.:
за 5 лет эксплуатации - 4978 2505 5539 2155
за 10 лет эксплуатации - 10434 9676 13457 7121
В результате детальной проработки вариантов общего освещения цехов выбраны наиболее эффективные и долговечные металлогалогенные лампы Philips Mas
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.