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行业知识

LED必将取代传统照明成大势 LED防爆灯三大优点

编辑:美人鱼娱乐时间:2018-11-13

 LED业者对于照明替换潮通常只把思维局限于家居、路灯、轨道交通等一般照明,殊不知还有很多特殊的照明应用等待替换,比如防爆照明。

  全球产品测试认证的领导机构UL(Underwriters Laboratories)上个月发出大中华地区首张防爆LED灯具认证给台湾久鑫科技,其光源技术合作伙伴南亚光电亦同时获得多重列名认证,这表示台湾业者将可快速切入北美防爆产品市场,其商机利润相当可观。据ElectroniCast Consultant调查报告指出,全球防爆产品市场成长迅速,需求不断攀升,2014年全球防爆LED灯具的消费量是1亿6010万美元,预估2021年全球产值将扩大到2亿7340万美元。

  由于一般LED照明市场毛利低,部分台湾厂商已转型发展可提升获利的特殊应用,如防爆灯具。当前一波台湾石化产业前进美国的潮流,为台湾带来强劲的订单。台湾久鑫科技和南亚光电跳脱传统业者仅着眼于国内市场需求的框架,抢得北美市场门票,为台湾防爆照明走向国际市场开启了新页。

  在石油化工工程建设或检修期间受限空间作业内照明一直困扰着作业人员工作效益。受限空间内使用的照明安全要求高,必须防爆并且电压要安全。然而在空间较大的反应器、塔及罐容器内由于使用安全电压白炽灯光照度达不到,导致整个受限空间内作业效率低下,并且人员工作危险性也急剧增加。

  LED(Light Emitting Diode)作为第四代新光源,属于固态冷光源,具有电光转换效率高、发热量小、工作电压属安全低电压、安全可靠性强、使用寿命长、节能、环保无污染、耐振动、抗冲击等优良特性。相信在石油化工受限空间作业中使用LED防爆灯将会是一个必然趋势。

  1、受限空间作业照明的不足

  长久以来,在石油化工工程建设及检修中,由于所处作业环境危险性较大,一般环境中作业都存在有毒有害或者存在易燃易爆物质,并且受限空间内光线差,甚至无光线,内部环境复杂,内部构造及其不规整,凹陷凸起地方较多,坑洞较多,使进入的作业人员在作业期间各种操作及行动不方便。所以受限空间内安全充足的照明是保证作业人员安全的一个基本保障条件。

  石油化工装置中大型设备内件安装、清理、检修均涉及到多道工序,作业时间长,精度及清洁度要求较高,在之前的作业期间经常采用的是安全电压的防爆白炽灯作为照明,但其光照度太低,作业环境光线不足,导致人员工作效率低下,工期延长,人员处于危险环境中时间增长,导致风险增加。

  光线不足更影响作业人员行动及工作心情,进一步增加了作业风险。由于光照度不足,有些时候作业期间为了补充照明,不断的加设照明灯泡导致受限空间内电线增加,也进一步增加了风险。并且白炽灯发热量较大,在存在易燃易爆物质的场所内也进一步增加了风险。受限空间作业程序虽然已经很完善,但是改善照明是保证人员在受限空间内安全作业的首要之事。

2、LED 灯的光效优势

  白炽灯其光效为10流明/瓦左右,大部分的耗电变成热量损耗。对白光LED目前白光LED的光效已达120流明/瓦,而且其光的单色性好、光谱窄,无需过滤可直接发出有色可见光。

  现以80万吨/年乙烯裂解装置区内丙烯塔为例计算其达到理论所需平均照度时需使用多少灯具,其塔体内部直径达5.6M,在安装塔内件时,一层塔盘大概需要2000余套螺丝,最小螺丝为M10。作业环境视为机械加工粗加工的作业条件下照度:200lx。根据照明灯一般悬挂高度为3米,空间利用系数(CU)在0.6-0.75之间,维护系数K取0.7,白炽灯光通量为12lm,单颗LED光通量为100lm。平均照度(Eav)= 单个灯具光通量Φ×灯具数量(N)×空间利用系数(CU)×维护系数(K)÷作业面积

  200=12*N1*0.7*0.7÷24.6 N1=837

  200=100*N2*0.7*0.7÷24.6 N2=100

  需要白炽灯大概837W,需要34个3W的LED贴片,然而34个LED白灯贴片只需要组装成一盏LED灯就能达到理论需求光照度。100W的防爆白炽灯需要安装9盏,一盏防爆白炽灯外景尺寸大概是Φ150*260,然而一盏LED贴片组装灯外径尺寸200*150*210(mm)。白炽灯9盏需要9根单独电缆进行供电,产生了9个接头,增加了风险,LED灯只需一盏即可。

  3、LED 防爆灯防爆性能

  LED防爆灯的基本原理同其他防爆灯相同,其原理根据欧洲标准EN13463-1:2002《爆炸性环境用非电气设备第1部分:基本方法与要求》的防爆概念和防火类型,隔爆型是采取措施允许内部爆炸并阻止火焰传爆的一种防爆型式,是最常用的一种防爆类型。而且,许多增安型防爆灯具部件,如驱动电源、灯座、联锁开关等,也是采用隔爆型结构。具有隔爆外壳的电气设备称为隔爆型电气设备。如果爆炸性气体混合物进入隔爆外壳并被点燃,隔爆外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播。这是一种间隙防爆原理,即利用金属间隙能阻止爆炸火焰的传播和冷却爆炸产物的温度,达到火焰熄灭和降温,抑制爆炸的扩展的原理设计的一种构造。

  除此之外,LED防爆灯所需要的驱动电源输出的是直流低电压,一般根本产生不了电火花。LED灯的发光原理是直接把电能转换成光能的过程,这种发光不存在像白炽灯那样先将电能转换成热能,继而使物体温度升高而发光的现象。

  白炽灯96%的电能都发热发掉的,白炽灯发出的光中有大量红外线,70-80%的电能是以热辐射(红外线)的形式散出去的,有5-10%是以热传导方式传递到灯泡外壳上的,所以灯芯温度高达2500度,而外表温度高达200余度。LED灯发出的光极少含有红外线,所以没有热辐射,芯片温度最高200余度,而外表温度基本感触不到。在100w白炽灯20CM处,你能感觉很明显的热感,而LED灯可以拿手触摸,你几乎感觉不到热量。从而也被称为“固冷光源”,不会引爆可燃气体,所以LED是本安型的防爆灯。隔爆型加本安型,LED防爆灯比其他防爆灯更安全。