鉆井井場照明改造設(shè)計(jì)與效益分析

任桂英 尹川 王勇 靳宇 謝敬（川慶鉆探長慶鉆井總公司）

1 實(shí)驗(yàn)室節(jié)能監(jiān)測評(píng)價(jià)

在實(shí)驗(yàn)室對(duì)白熾燈、LED燈、熒光燈、碘鎢燈這4種光源做了對(duì)比測試。測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 測試數(shù)據(jù)匯總

由表1可知，LED燈的平均照度分別為388.2lx和281lx，而白熾燈和熒光燈的平均照度分別為35.4lx和66.6lx，平均照度分別提高了11倍和4.2倍。若按單位照度消耗功率計(jì)算，LED燈與白熾燈相比節(jié)能率在91%左右，與熒光燈相比節(jié)能率在76%左右，與碘鎢燈相比節(jié)能率在79%左右，節(jié)能效果非常明顯。

2 照明改造節(jié)能測試評(píng)價(jià)

根據(jù)對(duì)4036鉆井隊(duì)的現(xiàn)場勘察，將其原有的75盞傳統(tǒng)防爆燈更換為44盞LED防爆燈，具體布局如下：

◇將井架的28盞80W防爆日光燈更換為14盞50WLED防爆燈；

◇將鉆臺(tái)的10盞80W防爆日光燈更換為5盞50WLED防爆燈；

◇將鉆臺(tái)底部的5盞200W防爆白熾燈更換為5盞20WLED防爆燈；

◇將機(jī)房的10盞80W防爆日光燈更換為7盞60WLED防爆燈；

◇將循環(huán)罐區(qū)域的10盞80W防爆日光燈及4盞250W海洋王防爆燈更換為7盞60WLED防爆燈；

◇將井場周邊的8盞500W探照燈更換為6盞100WLED防爆燈。

鉆井隊(duì)各區(qū)域照明改造前后測試結(jié)果見表2～表6。

表2 鉆井前場區(qū)域（1100m2）照明改造前后對(duì)比測試

表3 柴油機(jī)房區(qū)域（86m2）照明改造前后對(duì)比測試

表4 循環(huán)罐區(qū)域（110m2）照明改造前后對(duì)比測試

從表2～表6可知，4036鉆井隊(duì)照明改造前后各區(qū)域照度平均提高33.17%，而耗電量卻降低83.51%，在照明效果有較大幅度提升的情況下節(jié)能效果也非常明顯。

表5 鉆臺(tái)區(qū)域（98m2）照明改造前后對(duì)比測試

表6 井口區(qū)域（35m2）照明改造前后對(duì)比測試

3 照明改造成果

照明改造前后照度、顯色性、照明功率、單位照度消耗功率，以及照明功率密度的平均值見圖1～圖5。

圖1 鉆井隊(duì)照明改造前后平均照度對(duì)比

可以看出，鉆井隊(duì)照明改造后平均照度提高38.91%，平均顯色性提高39.67%，平均照明功率降低75.9%，平均單位照度消耗功率降低88.33%，平均照明功率密度降低70.54%。

4036鉆井隊(duì)照明改造結(jié)果表明，通過將井隊(duì)原來的照明燈具（主要是熒光燈和金鹵燈，部分存在白熾燈）改造為先進(jìn)的LED照明后，照度、顯色性都有較大提高，并且照明功率、單位照度消耗功率和照明功率密度（LPD）均有降低，平均節(jié)能率為80%，具有良好的節(jié)能效果。

圖2 鉆井隊(duì)照明改造前后平均顯色性對(duì)比

圖3 鉆井隊(duì)照明改造前后平均照明功率對(duì)比

圖4 改造前后平均單位照明度消耗功率對(duì)比

圖5 改造前后平均照明功率密度對(duì)比

改為LED照明后，在照度、顯色性、照明功率密度方面都可以達(dá)到或接近《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034—2004要求值，其中照明功率密度值在本標(biāo)準(zhǔn)中為強(qiáng)制執(zhí)行內(nèi)容。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

使用LED防爆燈具對(duì)鉆井隊(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行改造，每年可節(jié)約電量約3×104kWh（相當(dāng)于發(fā)電機(jī)負(fù)載率在90%～25%之間時(shí)節(jié)約柴油7～8t），折費(fèi)用約5.4萬元，總經(jīng)濟(jì)效益約6萬元。

使用LED防爆燈具，不僅節(jié)約了人工和燈具維護(hù)費(fèi)用，而且大大減少了登高作業(yè)的安全隱患，增加了作業(yè)現(xiàn)場的照明亮度，提高了生產(chǎn)的安全性。

使用LED防爆燈具以后，增加投資費(fèi)用的回收期僅為1.3年。

LED燈具的使用壽命在17年左右（按每天照明12h，一年照明300天計(jì)算），在其壽命時(shí)間內(nèi)可為井隊(duì)節(jié)約費(fèi)用約102萬元。

若再考慮運(yùn)輸費(fèi)用減少、線路損耗降低等因素，以及今后逐步推廣到辦公及公共場所照明等方面，其經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

5 推廣應(yīng)用前景分析

鉆井隊(duì)照明改造后按平均節(jié)電率80%計(jì)算，則每個(gè)鉆井隊(duì)每年可節(jié)約電量約5×104kWh（相當(dāng)于發(fā)電機(jī)負(fù)載率在90%～25%之間時(shí)節(jié)約柴油12～16 t）。對(duì)于川慶鉆探而言，若將252個(gè)鉆井隊(duì)進(jìn)行照明改造，則每年可節(jié)約照明用電1200×104kWh（可節(jié)約柴油3020～4030t，折燃料費(fèi)用2235～2982萬元），若再考慮運(yùn)輸費(fèi)用減少、線路損耗降低、維修成本下降等因素，其經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

對(duì)環(huán)保效益預(yù)測而言，改造后按每年節(jié)約柴油3020～4030t計(jì)算，預(yù)計(jì)每年可減少二氧化碳排放9573～12775t或氮氧化物排放211～282t，具有良好的環(huán)保效益。

6 認(rèn)識(shí)與建議

新的照明系統(tǒng)投入使用后運(yùn)行正常，使用效果和運(yùn)行狀況良好，井隊(duì)職工普遍反映光線柔和不刺眼，沒有眩光，可防止蚊蟲聚集，抗震能力強(qiáng)，不易損壞，光源顯色性更好等，為鉆井隊(duì)夜間生產(chǎn)提供了更加良好的工作環(huán)境，同時(shí)，項(xiàng)目具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了預(yù)期目的。

目前鉆井隊(duì)的照明系統(tǒng)存在因地區(qū)不同、井隊(duì)不同而配置差別很大的現(xiàn)象，建議為此制修定專門針對(duì)井場照明的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034—2004中5.3工業(yè)建筑——表5.3.1工業(yè)建筑一般照明標(biāo)準(zhǔn)值——15化學(xué)、石油工業(yè)類場所中規(guī)定照度為30～100lx，顯色指數(shù)為20～60，這個(gè)規(guī)定值對(duì)鉆井前場適合，對(duì)鉆臺(tái)、井口安全重點(diǎn)區(qū)域照明就不適合。在該標(biāo)準(zhǔn)6.1.7條中規(guī)定強(qiáng)制執(zhí)行的工業(yè)建筑照明功率密度值，目前大多數(shù)井隊(duì)照明都達(dá)不到此要求。在現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鉆井井場、設(shè)備、作業(yè)安全》SY5974—2007中8.5條“井場照明”，對(duì)照明電源、照明電壓、照明線路作有相關(guān)規(guī)定，但對(duì)照明參數(shù)未作具體要求。在《石油化工企業(yè)照度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》SH/T3027—2003中對(duì)石油化工企業(yè)各工作場所的照度值有明確規(guī)定。

因此，針對(duì)鉆井井場區(qū)域的特殊性和重要性，建議制修定井場照明的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定井場各區(qū)域照度值、顯色指數(shù)、眩光值、照明功率密度值等，解決目前鉆井井場照明不科學(xué)、不規(guī)范現(xiàn)象。