LED照明在我國石油化工領(lǐng)域的應用

LED(LightEmittingDioded的英文簡(jiǎn)寫(xiě)，即發(fā)光二極管)是被國際公認的在21世紀最具發(fā)展前景的新一代照明光源。被譽(yù)為自愛(ài)迪生發(fā)明鎢絲后照明技術(shù)的又一次偉大的革命。

二十世紀50年代，英國科學(xué)家在做半導體砷化鎵實(shí)驗時(shí)，發(fā)現了該物質(zhì)的電致發(fā)光和低水平的紅外輻射，這項發(fā)現導致了現代發(fā)光二極管的誕生。在1962年，第一個(gè)可見(jiàn)光LED由通用電氣的高級半導體實(shí)驗室開(kāi)發(fā)出來(lái)，這項技術(shù)經(jīng)過(guò)持續改進(jìn)，第一個(gè)商用紅光LED在六十年代封裝，采用了砷化鎵磷化物。在七十年代的中期，生產(chǎn)綠光LED,采用了磷化鎵。第一個(gè)藍光LED在九十年代出現，采用了氮化鎵。隨后的1998年，融合紅綠藍LED或涂有熒光粉的藍光LED制造出了白光LED,這是一項充滿(mǎn)希望的高效常規照明技術(shù)。在努力研發(fā)超高亮度白光LED的同時(shí)，研究人員還在努力改善LED的發(fā)光效率。目前商用的LED已經(jīng)達到了130流明/瓦，LED照明技術(shù)的完全達到了實(shí)用化、產(chǎn)業(yè)化的水準，獲得了廣泛的應用。

LED光源的性能優(yōu)勢

(1)發(fā)光效率高LED經(jīng)過(guò)幾十年的技術(shù)改良，其發(fā)光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12~24lm/W,熒光燈50~70lm/W,鈉燈90~140lm/W,大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經(jīng)改良后可達到達90~200lm/W,而且其光的單色性好、光譜窄，無(wú)需過(guò)濾可直接發(fā)出有色可見(jiàn)光。目前，世界各國均在加緊提高LED光效方面的研究，在不遠的將來(lái)其發(fā)光效率將會(huì )有更大的提高。

(2)節能效果明顯LED單管功率0.03~0.06W,采用直流驅動(dòng)，單管驅動(dòng)電壓1.5~3.5V,電流15~18mA,反應速度快，可在高頻操作。同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的八分之一，熒光燈管的二分之一。日本估計，如采用光效比熒光燈還要高兩倍的LED替代日本一半的白熾燈和熒光燈，每年可節約相當于60億升原油。就橋梁護欄燈例，同樣效果的一支日光燈40多瓦，而采用LED每支的功率只有8W,而且可以七彩變化。

(3)穩定可靠、超長(cháng)壽命采用電子光場(chǎng)輻射發(fā)光，燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰減等缺點(diǎn)。而采用LED燈體積小、重量輕，環(huán)氧樹(shù)脂封裝，可承受高強度機械沖擊和震動(dòng)，不易破碎。平均壽命達10萬(wàn)小時(shí)。LED燈具使用壽命可達5~10年，可以大大降低燈具的維護費用，避免經(jīng)常換燈之苦。

(4)本質(zhì)安全、性能優(yōu)異LED采用直流低壓供電(典型值為：3.2V正向電壓)發(fā)熱量低，無(wú)熱輻射，冷光源，可以安全抵摸；能精確控制光型及發(fā)光角度，光色柔和，無(wú)眩光；不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質(zhì)。內置微處理系統可以控制發(fā)光強度，調整發(fā)光方式，實(shí)現光與藝術(shù)結合。

(5)有利于環(huán)保LED為全固體發(fā)光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，不含汞、鈉等對環(huán)境有害的元素。光源體積小，可以隨意組合，易開(kāi)發(fā)成輕便薄短小型照明產(chǎn)品，也便于安裝和維護。當然，節能是我們考慮使用LED光源的最主要原因，也許LED光源要比傳統光源昂貴，但是用一年時(shí)間的節能收回光源的投資，從而獲得4~9年中每年幾倍的節能凈收益期。

石油化工領(lǐng)域對LED防爆燈具的應用狀況分析

石油、石化等化工行業(yè)是關(guān)系國計民生的基礎性工業(yè)，照明設備的安全可靠對它的生產(chǎn)發(fā)展起到非常重要的保障作用。由于生產(chǎn)及作業(yè)場(chǎng)所大多是易燃易爆的危險區域，這就決定了對照明產(chǎn)品有獨特的要求。LED照明燈具主要應用在以下幾個(gè)區域：

1、石化裝置區域

主要為塔、罐、管線(xiàn)等室外或室內設備，局部照明區域為儀表設備或人行通道等，燈具的配置高度一般為2-4米，照度一般要求為20LUX左右。因為大部分區域為1區甚至0區，對燈具防爆性能要求極為嚴格，基本要求隔爆以上等級，大多為室外區域，要求燈具具備良好的防水、耐腐蝕性能，同時(shí)大部分區域為幾米乃至上百米的高空區域、高溫高壓，燈具更換、維修都極為困難。在LED燈具出現之前企業(yè)基本上都用的低壓自鎮流汞燈或增安型的防爆日光燈，存在著(zhù)防爆等級低，防水性能差光效低，尤其是光源壽命短、安全性差、更換頻繁，維護量大造成高空作業(yè)多，時(shí)有觸電、高空墜落的事故發(fā)生，故存在重大的安全隱患。LED燈具的本質(zhì)安全和超長(cháng)壽命徹底地解決了這方面的問(wèn)題，行業(yè)的安全需求決定著(zhù)LED燈具的應用具有非常大的發(fā)展潛力。

2、泵房等室內設備區域

主要為泵類(lèi)等室內設備，照明區域為設備及儀表等，燈具的配置高度一般為4-6米，照度要求為30LUX左右。因為大部分區域1區甚至0區，也同樣對燈具的防爆、防水性能要求十分嚴格，且設施的遮擋形成的照明死角很多，以前的照明燈具體積大、安裝復雜從而形成光照度不均勻和眩光。LED燈具的體積小和自然的白光使安裝維護簡(jiǎn)便、光照場(chǎng)所簡(jiǎn)明、舒適。

3、日常檢修和應急類(lèi)照明

主要是管道、設備巡檢，突發(fā)狀況應急等需要移動(dòng)類(lèi)防爆LED燈具。以前使用的是鹵素燈泡作為光源的干電池手提燈，他們不僅防爆性能低，燈泡壽命短，干電池消耗量大，而且亮度低、工作的時(shí)間短等。LED防爆電筒和LED防爆探照燈以其高亮度、工作時(shí)間長(cháng)、免維護等優(yōu)點(diǎn)成為石化工作人員的新寵并逐步淘汰了那些傳統的應急燈。

LED產(chǎn)品在企業(yè)實(shí)用效果對比分析：

以下是以某企業(yè)生產(chǎn)的19WLED防爆燈具在一石化企業(yè)的管線(xiàn)廊道安裝的使用情況來(lái)進(jìn)行測試和分析：

安裝高度為3.6米，三只不同光源典型燈具：125W自鎮流汞燈、2*20W日光燈、19WLED燈。測試對比數據為：有效4米直徑范圍內照度及耗電照度對比數據

從以上兩組數據看出，LED燈具在石油化工行業(yè)的應用有著(zhù)非常大的優(yōu)勢，這還僅是從照度和節能方面看的。如果算上使用LED燈具后的安全收益和社會(huì )效益，LED燈具更具發(fā)展應用的良好前景。

阻礙LED燈具在石油化工行業(yè)全面應用的因素分析

1、技術(shù)問(wèn)題

前成熟單顆LED光源產(chǎn)品的功率最大只有5W,對于LED大功率照明燈具的設計通常采用兩種做法，一種是用上百顆LED組合，電源和電路的設計都非常復雜；另一種是多芯片復合，產(chǎn)生的散熱難題而導致光衰過(guò)快；無(wú)論哪一種問(wèn)題都會(huì )大大縮短LED的理論壽命。

2、成本問(wèn)題

LED的成本雖然在逐年下降，但同樣的光效還是比傳統的光源要貴上好幾倍甚至十多倍。對于國家的考核標準是年度產(chǎn)值和利潤的國家石油化工行業(yè)來(lái)說(shuō)。不管是哪一位領(lǐng)導不會(huì )不考慮自己的升職通道。所以說(shuō)LED燈具高價(jià)格所帶來(lái)的過(guò)高的一次性投入是阻礙其大面積推廣的重要因素。

3、技術(shù)標準問(wèn)題

LED照明技術(shù)標準制定的步伐根本跟不上LED照明技術(shù)的進(jìn)步這就導致了各個(gè)照明企業(yè)缺乏統一的行業(yè)標準去執行。甚至有的企業(yè)標準都是處在朝令夕改的狀況，這就導致產(chǎn)品品質(zhì)不穩定、客戶(hù)無(wú)法依標準鑒別的情況。還有的企業(yè)主追求短期利益以次充好，損害了LED產(chǎn)品在客戶(hù)眼中的高品質(zhì)形象。

總之，LED燈具開(kāi)始應用在石油化工的照明領(lǐng)域是對傳統照明產(chǎn)品進(jìn)行了顛覆式的革命，利用功率白光LED在工業(yè)防爆照明產(chǎn)品可以成功解決防爆產(chǎn)品的使用安全隱患、光源持續照明時(shí)間短、資源浪費大和環(huán)境污染等一系列的題。隨著(zhù)新材料、新技術(shù)的進(jìn)步大功率LED產(chǎn)品的散熱問(wèn)題和成本問(wèn)題會(huì )逐步得到解決；隨著(zhù)市場(chǎng)的發(fā)展、政府政策的引導，LED的標準問(wèn)題已經(jīng)得到國家有關(guān)部門(mén)和行業(yè)的重視并正在研究解決。LED將繼應用于信號指示、汽車(chē)工業(yè)、商業(yè)市政領(lǐng)域后開(kāi)啟工業(yè)照明應用領(lǐng)域的新時(shí)代。