王吉钰 中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院 吉林 132002
摘要：化工厂大部分为易燃易爆场所，且为腐蚀性环境，对照明要求较高，化工厂的照明设计好坏直接影响到生产安全、劳动生产率、产品质量和劳动卫生等方面。
关键词：化工照明 节能 自动稳压 照明功率密度
1. 引言
化工厂大部分为易燃易爆场所，且为腐蚀性环境，较常规工厂有其特殊性。化工厂的照明设计好坏直接影响到生产安全、劳动生产率、产品质量和劳动卫生等诸多问题。随着《建筑照明设计标准》GB50034-2004和《建筑设计防火规范》GB50016-2006的实施，化工厂照明设计也应按标准和规范要求严格执行。
2. 化工厂的特点及照明产品的分类
化工生产装置的设置向着联合化、露天化发展。户外露天环境有风、雨、冰、雪、日晒、沙尘和生物等影响。而且户外温差大，容易产生凝露；同时大多数化工生产装置中的反应物料介质具有易燃、易爆和腐蚀性强的特点，这些条件往往是同时存在的，所有这些严酷的条件，都要求化工用电工产品在结构设计、绝缘系统、防护等级和表面处理上比普通型电工产品具有较高的抗环境影响的性能。
化工生产装置常用的照明设备有防爆型、防腐型，因此，在化工生产装置的照明配电设计中，所选择的电气设备应根据环境特征选择相适应的防爆、防腐，并满足防护等级要求的电气设备。
3. 照明方式
化工厂照明方式分为一般照明、混合照明和局部照明。其适用原则应符合下列规定：
一般照明系指为照亮整个场所而设置的均匀照明，具体来讲是指室内外整个场所、大部分工作场所的照明或不适合装设局部照明和混合照明的场所的照明, 一般照明应为均匀照明。工作场所通常应设置一般照明；同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明。
混合照明系指一般照明和局部照明共同组成的照明。对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，宜采用混合照明；
局部照明系指对局部工作场所所需加强照度的照明，有照明方向要求的工作面上的照明或一般照明达不到生产要求的局部工作场所的照明。在一个工作场所内不应仅装设局部照明。
4. 照明种类
化工厂照明种类分为：正常照明、应急照明、检修照明、警卫照明和障碍照明；其中应急照明包括备用照明、安全照明和疏散照明。其适用原则应符合下列规定：
1) 工作场所均应设置适合于环境特征的正常照明，以便维持适当的照度水平，保证常规生产操作能够安全进行。正常照明应设置在所有室内外有人工作和活动的场所。正常照明应给每个装置区提供均匀照明；工艺控制室和电气控制室的正常照明应采用防眩光设计且配置快速起动荧光灯的照明灯具，特别注意的是要保证均匀照明，避免在控制盘和显示器（CRT）上出现阴影或光反射。
2) 应急照明应设置于当正常照明因故障熄灭后，需要暂时继续工作、监视工作面、疏散人员以及出口通道安全指示等的场所，工作场所下列情况应设置应急照明：
① 正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明；例如当正常照明因故障熄灭后，可能会造成爆炸、火灾和人身伤亡等严重事故的场所，或停止工作将造成很大影响或经济损失的场所而设的继续工作用的照明，或在发生火灾时为了保证消防能正常进行而设置的照明。
② 正常照明因故障熄灭后，需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所，应设置安全照明，如使用圆盘锯等作业场所；
③ 正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明。例如在出口和通道设置的指示出口位置及逃生路线方向的疏散标志灯和照亮疏散通道而设置的照明。
④ 应急照明包括备用照明、安全照明和疏散照明，但在化工装置区的照明设计中，有时很难区分备用照明、安全照明和疏散照明的差别，原则上在建筑物或装置的出口、楼梯、控制室、变电所和配电室、自备电站、动力站、消防控制室和火灾报警按钮处、柴油发电机房、现场就地安装的仪表盘、泵区、洗眼器附近、重要阀门或仪表处、重要的操作岗位等处，以及当正常照明故障时，出于安全原因为保证装置运行或安全停车需要的地方，应设置应急照明。
3) 检修照明应设置在为检修需要照明的场所。一般仅设插座。
4) 警卫照明系指根据化工企业安全部门的需要而设置的特殊照明；在重要的厂区、库区等有警戒任务的场所，为了防范的需要，应根据警戒范围的要求设置警卫照明。警卫照明应与围墙照明、值班照明共用。值班照明根据需要设置，值班照明宜利用正常照明中能单独控制的一部分或利用应急照明的一部分或全部。
5) 有危及航行安全的建筑物、构筑物上，例如石油化工企业内的烟囱、高大塔器等，经航空主管部门确认对飞机的安全起降构成威胁时，应按航空部门的要求设置障碍照明。障碍照明的装设，应严格执行所在地区航空或交通部门的有关规定。
6) 化工企业内以下可能影响航空器飞行安全的烟囱应设置航空障碍灯和标志：
① 在民用机场净空保护区域内，修建的烟囱；
② 在民用机场净空保护区域外，但在民用机场接近管制区域内（即以民用机场基准点（跑道中心点）为中心，以50km 为半径划定的区域），修建高出地表150m的烟囱；
③ 在建有高架直升机停机坪的城市中，修建有可能影响飞行安全的烟囱。
5. 化工厂照明设计的一般要求
石油化工企业照明设计中，应贯彻国家的法律、法规和技术经济政策；通过照明设计提供安全、适用和有效的照明系统，创造有利于人身安全、生产安全、提高产品质量和劳动生产率的良好的生产和工作环境；做到使用安全、节约能源、技术先进、经济合理、维修管理方便。
6. 照明供电方式
当车间动力负荷持续稳定且无大功率冲击性负荷时，照明和动力宜共用变压器；当有大功率冲击性负荷或大功率冲击性负荷起动时母线电压波动较大时，宜采用照明稳压装置。
变电所单独设置照明配电屏，宜采用TN-S系统以放射式方式向照明箱供电。
装置区照明配电箱的配电回路宜配置微型空气断路器作为保护电器；照明配电箱的总进线开关采用隔离开关，该开关应能同时切断所有相线和中性线。道路照明和警卫照明线路太长时，应分区由就近的电源供电。
检修照明用固定的干式降压变压器供电时，其设置地点应尽量靠近需要检修的地方，一般36V的线路不长于40m；检修照明用220/12~36V移动式降压变压器接于220V插座时，一般12V的线路不长于15m。
配电系统的接地方式、配电线路的保护，应符合国家现行相关标准的有关规定；由于国家对灯具制造标准的提高，0类灯具已经不允许生产了，故当采用I类灯具时，灯具的外露可导电部分应可靠接地；当使用安全电压供电时，应采用安全隔离变压器，且其二次侧不应作保护接地。
应急照明应有专用的供电干线，专用配电箱及专用的灯开关。
应急照明的电源，应根据应急照明类别、场所使用要求和该装置的电源条件，采用下列方式之一：
(1)接自电力网有效地独立于正常照明电源的线路；
(2)蓄电池组，包括灯内自带蓄电池、集中设置或分区集中设置的蓄电池装置（包括交流UPS或EPS）；
(3)应急发电机组；
(4)以上任意两种方式以至三种电源的组合。
7. 消防应急照明的照度
消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的其他房间的消防应急照明，仍应保证正常照明的照度。
8. 化工厂照明设计应注意事项
1) 照明电源
化工厂照明宜设置自动稳压装置。应急照明负荷集中，且容量较大时，宜采用EPS集中供电。疏散照明的出口标志灯和指示标志灯宜用蓄电池电源。
2) 道路照明
道路照明宜采用TT接地系统，并利用路灯基础内钢筋作接地体。供电回路应设置剩余电流保护。
TT接地型式过电流保护的器应满足以下条件：
RA×Ia≤50V
式中RA －外露可导电部分的保护导体和接地极电阻之和，Ω；
Ia －使保护电器自动动作的电流，A。
3) 疏散照明
根据《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）第3.1.2条第2款第2项规定，“当正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明”，总则第1.0.2条“本标准适用于新建、改建和扩建的居住、公共和工业建筑的照明设计”， 以及《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）第11.3.4条规定：“公共建筑、高层厂房（仓库）及甲、乙、丙类厂房应沿疏散走道和在安全出口、人员密集场所的疏散门的正上方设置灯光疏散指示标志”（此为强制性条文），从上述规范的规定可以看出，只要厂房达到丙类，就应设置疏散照明。
由于化工厂大部分为易燃易爆场所，大部分厂房达到设置疏散照明标准，故应按规范要求设置疏散照明。
4) 电气线路宜在有爆炸危险的建、构筑物的墙外敷设。
9. 按环境条件选择灯具
1) 在正常或高温场所，宜选用开启式照明器；
2) 在潮湿的场所，宜选用密闭型防水防尘照明器或配有防水灯头的开启式照明器；
3) 在有粉尘但无爆炸及火灾危险的环境宜用防尘型照明器；
4) 在震动较大的场所，灯具宜有防震措施；
5) 易受机械损伤或位置较低的灯具应加保护网；
6) 有酸碱腐蚀的环境，应用耐腐蚀的照明器；
7) 爆炸和火灾危险环境，应按有关规定选用。
10. 绿色照明
《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）标准不仅有“照明节能”章，同时整个标准都贯穿了绿色照明的宗旨和理念。该标准规定了限制照明安装功率的一个量化指标——“照明功率密度”（LPD）值，即房间或场所的单位面积照明安装功率（含镇流器的功耗），单位为瓦/每平方米（W/m2）。标准规定了居住、办公、商业、旅馆、医院、学校及工业七类建筑中各种场所的LPD最高限值。这个规定对照明工程设计提出了更高的要求：即要在符合照度水平的条件下，设计的照明功率应限定在标准规定值以下，从而保证照明系统的能效。这就要求设计者运用科学、合理的设计方法，选用优质、高效的照明器材（光源、灯具及镇流器等附件），以及合理的配电系统、控制方式，以获得更佳的节能效果。
为了方便使用和节能，应重视照明控制设计。每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间的开关数不宜少于2个（只设置1个光源的除外）。
照明设计中，首选荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和电磁感应灯等高效光源，以节省电能和提高照度水平；选用效率高、利用系数高、配光合理的灯具，避免使用白炽灯，并尽量减少高压汞灯的使用数量；应选用功率损耗低的 、性能稳定的灯具附件（如电子镇流器、节能型电感镇流器等）；露天装置区的照明采用光电/钟控元件自动控制，推广半夜节能控制方式。
按照新标准要求建议按以下意见选用光源：
1) 灯具安装高度较低的场所选用T8或T5三基色直管荧光灯，选用电子镇流器或节能型电感镇流器；
2) 灯具安装高度较高的场所适宜用金卤灯，也可用中显色高压钠灯；对于显色性要求高的场所，可以用陶瓷金卤灯（Ra＞80）；对于没有显色性要求的工业场所，可以用光效更高、寿命更长的高压钠灯（Ra＞20）。
3) 安装高度高，且不易维护的场所，宜选用高频无极荧光灯。
11. 结束语
我们化工照明设计人员责无旁贷的任务是：在满足化工厂生产、作业照明需要的前提下，认真实施建筑照明设计标准，科学、合理、精心设计化工厂照明，为提高化工厂照明系统能效，倡导低碳经济，实施绿色照明做出我们的贡献！
参考资料
1．《建筑照明设计标准》GB50034-2004；
2．《建筑设计防火规范》GB50016-2006；
3．《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》SH3038-2000；
4．《照明设计手册》（第二版）。
