防爆照明替換：理想很豐滿，現(xiàn)實也很豐滿
文章來源:恒光電器
發(fā)布時間:2016-01-09
瀏覽次數(shù):次
LED業(yè)者對于照明替換潮通常只把思維局限于家居、路燈、軌道交通等一般照明，電工照明，殊不知還有很多特殊的照明應(yīng)用等待替換，比如防爆照明。
全球產(chǎn)品測試認證的領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)UL(Underwriters Laboratories)上個月發(fā)出大中華地區(qū)首張防爆LED燈具認證給臺灣久鑫科技，設(shè)計，其光源技術(shù)合作伙伴南亞光電亦同時獲得多重列名認證，這表示臺灣業(yè)者將可快速切入北美防爆產(chǎn)品市場，其商機利潤相當可觀。據(jù)ElectroniCast Consultant調(diào)查報告指出，全球防爆產(chǎn)品市場成長迅速，需求不斷攀升，2014年全球防爆LED燈具的消費量是1億6010萬美元，預(yù)估2021年全球產(chǎn)值將擴大到2億7340萬美元。
由于一般LED照明市場毛利低，部分臺灣廠商已轉(zhuǎn)型發(fā)展可提升獲利的特殊應(yīng)用，如防爆燈具。當前一波臺灣石化產(chǎn)業(yè)前進美國的潮流，為臺灣帶來強勁的訂單。臺灣久鑫科技和南亞光電跳脫傳統(tǒng)業(yè)者僅著眼于國內(nèi)市場需求的框架，搶得北美市場門票，為臺灣防爆照明走向國際市場開啟了新頁。
在石油化工工程建設(shè)或檢修期間受限空間作業(yè)內(nèi)照明一直困擾著作業(yè)人員工作效益。受限空間內(nèi)使用的照明安全要求高，國際資訊，必須防爆并且電壓要安全。然而在空間較大的反應(yīng)器、塔及罐容器內(nèi)由于使用安全電壓白熾燈光照度達不到，導(dǎo)致整個受限空間內(nèi)作業(yè)效率低下，并且人員工作危險性也急劇增加。
LED(Light Emitting Diode)作為第四代新光源,屬于固態(tài)冷光源，具有電光轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)熱量小、工作電壓屬安全低電壓、安全可靠性強、使用壽命長、節(jié)能、環(huán)保無污染、耐振動、抗沖擊等優(yōu)良特性。相信在石油化工受限空間作業(yè)中使用LED防爆燈將會是一個必然趨勢。
1、受限空間作業(yè)照明的不足
長久以來，在石油化工工程建設(shè)及檢修中，由于所處作業(yè)環(huán)境危險性較大，一般環(huán)境中作業(yè)都存在有毒有害或者存在易燃易爆物質(zhì)，并且受限空間內(nèi)光線差，甚至無光線，內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，節(jié)能與環(huán)保，內(nèi)部構(gòu)造及其不規(guī)整，凹陷凸起地方較多，坑洞較多，工程照明，使進入的作業(yè)人員在作業(yè)期間各種操作及行動不方便。所以受限空間內(nèi)安全充足的照明是保證作業(yè)人員安全的一個基本保障條件。
石油化工裝置中大型設(shè)備內(nèi)件安裝、清理、檢修均涉及到多道工序，作業(yè)時間長，精度及清潔度要求較高，在之前的作業(yè)期間經(jīng)常采用的是安全電壓的防爆白熾燈作為照明，但其光照度太低，作業(yè)環(huán)境光線不足，導(dǎo)致人員工作效率低下，工期延長，人員處于危險環(huán)境中時間增長，口碑，導(dǎo)致風險增加。
光線不足更影響作業(yè)人員行動及工作心情，LED天花燈，進一步增加了作業(yè)風險。由于光照度不足，有些時候作業(yè)期間為了補充照明，不斷的加設(shè)照明燈泡導(dǎo)致受限空間內(nèi)電線增加，也進一步增加了風險。并且白熾燈發(fā)熱量較大，在存在易燃易爆物質(zhì)的場所內(nèi)也進一步增加了風險。受限空間作業(yè)程序雖然已經(jīng)很完善，但是改善照明是保證人員在受限空間內(nèi)安全作業(yè)的首要之事。
2、LED 燈的光效優(yōu)勢
白熾燈其光效為10流明/瓦左右，大部分的耗電變成熱量損耗。對白光LED目前白光LED的光效已達120流明/瓦，照明資質(zhì)，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。
現(xiàn)以80萬噸/年乙烯裂解裝置區(qū)內(nèi)丙烯塔為例計算其達到理論所需平均照度時需使用多少燈具，其塔體內(nèi)部直徑達5.6M，在安裝塔內(nèi)件時，一層塔盤大概需要2000余套螺絲，最小螺絲為M10。作業(yè)環(huán)境視為機械加工粗加工的作業(yè)條件下照度：200lx。根據(jù)照明燈一般懸掛高度為3米，空間利用系數(shù)(CU)在0.6-0.75之間，維護系數(shù)K取0.7，白熾燈光通量為12lm，單顆LED光通量為100lm。平均照度(Eav)= 單個燈具光通量Φ×燈具數(shù)量(N)×空間利用系數(shù)(CU)×維護系數(shù)(K)÷作業(yè)面積
200=12*N1*0.7*0.7÷24.6 N1=837
200=100*N2*0.7*0.7÷24.6 N2=100
需要白熾燈大概837W，需要34個3W的LED貼片， led商業(yè)照明，然而34個LED白燈貼片只需要組裝成一盞LED燈就能達到理論需求光照度。100W的防爆白熾燈需要安裝9盞，一盞防爆白熾燈外景尺寸大概是Φ150*260，然而一盞LED貼片組裝燈外徑尺寸200*150*210（mm）。白熾燈9盞需要9根單獨電纜進行供電，工程照明，產(chǎn)生了9個接頭，增加了風險，LED燈只需一盞即可。
3、LED 防爆燈防爆性能
LED防爆燈的基本原理同其他防爆燈相同，其原理根據(jù)歐洲標準EN13463-1:2002《爆炸性環(huán)境用非電氣設(shè)備第1部分：基本方法與要求》的防爆概念和防火類型，隔爆型是采取措施允許內(nèi)部爆炸并阻止火焰?zhèn)鞅囊环N防爆型式，是最常用的一種防爆類型。而且，許多增安型防爆燈具部件，如驅(qū)動電源、燈座、聯(lián)鎖開關(guān)等，也是采用隔爆型結(jié)構(gòu)。具有隔爆外殼的電氣設(shè)備稱為隔爆型電氣設(shè)備。如果爆炸性氣體混合物進入隔爆外殼并被點燃，隔爆外殼能承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播。這是一種間隙防爆原理，即利用金屬間隙能阻止爆炸火焰的傳播和冷卻爆炸產(chǎn)物的溫度，達到火焰熄滅和降溫，抑制爆炸的擴展的原理設(shè)計的一種構(gòu)造。
除此之外，LED防爆燈所需要的驅(qū)動電源輸出的是直流低電壓，一般根本產(chǎn)生不了電火花。LED燈的發(fā)光原理是直接把電能轉(zhuǎn)換成光能的過程，這種發(fā)光不存在像白熾燈那樣先將電能轉(zhuǎn)換成熱能，繼而使物體溫度升高而發(fā)光的現(xiàn)象。
白熾燈96%的電能都發(fā)熱發(fā)掉的，白熾燈發(fā)出的光中有大量紅外線，70-80%的電能是以熱輻射（紅外線）的形式散出去的，有5-10%是以熱傳導(dǎo)方式傳遞到燈泡外殼上的，所以燈芯溫度高達2500度，而外表溫度高達200余度。LED燈發(fā)出的光極少含有紅外線，所以沒有熱輻射，芯片溫度最高200余度，而外表溫度基本感觸不到。在100w白熾燈20CM處，你能感覺很明顯的熱感，而LED燈可以拿手觸摸，你幾乎感覺不到熱量。從而也被稱為“固冷光源”，不會引爆可燃氣體，所以LED是本安型的防爆燈。隔爆型加本安型，照明方案，LED防爆燈比其他防爆燈更安全。
4、LED 防爆燈安全電壓電流優(yōu)勢