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
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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(dāng)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(dāng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(biāo)準(zhǔn)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