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LED灯:分析LED照明在我国石油化工领域的应用

发表时间:2021-01-21 01:46
文章附图

LED(LightEmittingDioded的英光源。被称为自爱迪生发明钨丝后照明技术的伟大革命。

20世纪50年代,英国科学家在进行半导体砷化镓实验时,发现了该物质的电致发光和低水平的红外线辐射,这一发现引起了现代发光二极管的诞生。1962年,首个可见光LED是通用电气的高端半导体实验室研发出来的,该技术经过不断改进,首个商用红光LED在60年代被封装,采用砷化镓磷化物。70年代中期,生产绿光LED,采用磷化镓。首款蓝光LED出现在90年代,采用氮化镓。之后的1998年,融合了红绿色的蓝色LED和涂有荧光粉的蓝色LED,制作了白色的LED,是充满希望的高效的普通照明技术。在努力开发超高亮度的白光LED的同时,研究者也在努力提高LED的发光效率。目前,商用发光二极管已经达到130流明/瓦,发光二极管照明技术已经完全达到实用和产业水平,并得到广泛应用。

LED光源的性能优势。

(1)发光效率高的LED经过数十年的技术改良,发光效率大幅提高。白炽灯、卤素钨灯的效果为12~24lm/W,荧光灯为50~70lm/W,钠灯为90~140lm/W,大部分消耗电力成为热损失。LED光效改良后可达90~200lm/W,且其光单色性好,光谱狭窄,无需过滤即可直接发出有色可见光。目前,世界各国正在加快LED光效提高的研究,不久将来发光效率将大幅提高。

(2)节能效果显着的LED单管功率为0.03~0.06W,采用直流驱动,单管驱动电压为1.5~3.5V,电流为15~18mA,反应速度快,可高频操作。在同样的照明效果下,功耗是白炽灯泡的八分之一,日光灯管的二分之一。在日本,采用光效比荧光灯高2倍的LED,取代日本一半的白炽灯和荧光灯,预计每年可以节约60亿升的原油。关于桥梁护栏灯的例子,同样效果的阳光灯在40瓦以上,LED的每个电力只有8瓦,而且可以发生七彩变化。

(3)稳定可靠,长寿命采用电子光场辐射发光,灯容易燃烧,热沉积,光衰减等缺点。LED灯体积小,重量轻,环氧树脂封装,能承受高强度的机械冲击和振动,不易破碎。平均使用寿命达到10万小时。LED照明器具的寿命可达5~10年,可大幅度降低照明器具的维护费用,避免频繁更换照明的痛苦。

(4)本质安全、性能优良的LED采用直流低压供电(典型值为3.2V正向电压)发热量低,无热辐射,无冷光源,能够正确控制能够安全抵抗的光型和发光角度,光色柔和,无眩光的水银和钠元素内置微处理系统可控制发光强度,调整发光方式,实现光与艺术的结合。

(5)有利于环保发光二极管是全固体发光体,抗震、抗冲击不易破碎,废物可回收,不含汞、钠等对环境有害的元素。光源体积小,可随意组合,易于开发成轻薄小型照明产品,安装和维护也方便。当然,节能是我们考虑使用发光二极管光源的最主要原因。也许发光二极管光源比传统光源更昂贵,但通过一年的节能回收光源投资,我们可以在4-9年内获得几倍的节能净利润。

石油化工领域对LED防爆灯的应用情况分析。

石油、石化等化工行业是国计民生的基础工业,照明设备安全可靠对其生产发展起着非常重要的保障作用。生产和作业场所多为易燃易爆危险区域,因此对照明产品有独特的要求。LED照明灯具主要应用于以下区域

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1.石化装置区域。

主要为塔、罐、管线等室外或室内设备,局部照明区域为仪表设备或人行通道等,灯具配置高度一般为2-4米,照度一般为20LUX左右。由于大地区为1区至0区,对照明器具的防爆性能要求极为严格,基本要求防爆以上等级,多为室外地区,照明器具具有良好的防水、耐腐蚀性能,同时大部分地区为数米至数百米的高空地区、高温高压,照明器具的更换、维护极为困难。LED照明器具出现前企业基本使用的低压自镇流水银灯和增安型防爆日光灯,防爆等级低,防水性能差,特别是光源寿命短,安全性差,更换频繁,维护量大,高空作业多,触电、高空坠落事故发生,存在重大安全危险。LED灯具的本质安全和长寿命彻底解决了这方面的问题,行业的安全需求决定了LED灯具的应用具有非常大的发展潜力。

2、泵房等室内设备区域。

主要是泵类等室内设备,照明区域为设备和仪表等,照明设备的配置高度一般为4~6米,照度要求为30LUX左右。由于大多数地区从1区到0区,对照明器具的防爆、防水性能要求也非常严格,设施遮挡形成的照明死角多,以前的照明器具体积大,安装复杂,照明度不均匀和眩光形成。LED照明器具体积小,自然白光简单,照明场所简单舒适。

3.日常检查和紧急照明。

主要是管道、设备巡逻、突发情况应急等需要移动防爆LED照明器具。之前用的是卤水灯泡作为光源的干电池手提灯,他们不仅防爆性能低,而且灯泡的使用寿命短,干电池的消耗量大,亮度低,工作时间短等。LED防爆电筒和LED防爆探测灯以其高亮度、工作时间长、免维护等优点成为石化工作人员的新宠,逐渐淘汰了传统的应急灯。

LED产品对企业实用效果的比较分析:

19WLED防爆灯具可分析石化企业管道走廊安装的使用情况。设置高度为3.6米的三种不同光源典型照明器具:125W镇流水银灯、2*20W阳光灯、19WLED灯。分析比较有效的4米直径范围内的照度和消耗电力的照度,发光二极管照明器具在石油化工行业的应用具有很大的优势,仅从照度和节能方面来看。使用LED用发光二极管灯具后的安全收入和社会效益,则更具成本效益。

LED灯具有更好的发展和应用前景。

阻碍LED灯具在石化行业全面应用的因素分析。

同样是任何事物都具有,LED照明产品优势明显,发展前景光明,但为什么不在企业推广呢?笔者认为有以下原因

1.技术问题。

目前,成熟的单个发光二极管光源产品的功率最大只有5W。发光二极管大功率照明灯具的设计通常采用两种方法,一种是数百个发光二极管组合,电源和电路的设计非常复杂。另一个是多芯片复合,散热问题导致光衰过快。无论哪个问题,发光二极管的理论寿命都会大大缩短。

2.成本问题。

LED的成本逐年下降,但同样的光效比传统的光源高几倍到十倍以上。国家评价标准是年度产值和利润的国家石油化业。不管哪个领导不考虑自己的晋升渠道。因此,LED灯具价格过高的一次性投入是阻碍大面积普及的重要因素。

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3.技术标准问题。

LED照明技术标准制定的步伐跟不上LED照明技术的进步,各照明企业缺乏统一的行业标准。甚至有些企业的标准在早晚改变,导致产品质量不稳定,客户无法按标准识别。另外,企业主追求短期利益,损害了LED产品在顾客眼中的高品质形象。

也就是说,LED照明器具开始应用于石油化学工业的照明领域是传统照明产品的霸权革命,利用功率白光LED在工业防爆照明产品中成功解决了防爆产品的使用安全问题、光源持续照明时间短、资源浪费大、环境污染等一系列问题。随着新材料、新技术的进步,大功率LED产品的散热问题和成本问题逐渐解决,随着市场的发展、政府政策的引导,LED的标准问题受到国家有关部门和行业的重视,正在研究解决。LED继信号指示、汽车工业、商业市政领域之后,开启了工业照明应用领域的新时代。

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