LED燈具在化工企業(yè)的應(yīng)用前景

(新疆天業(yè)天辰化工有限公司，石河子市，832000) 郭東海

1 引言

目前，國(guó)內(nèi)化工企業(yè)的照明燈具仍然以傳統(tǒng)光源的燈具為主，即熒光燈（節(jié)能燈）、氣體放電燈（金鹵燈、高壓鈉燈）。新疆天業(yè)集團(tuán)下屬的天辰化工有限公司乙炔廠，2011年陸續(xù)針對(duì)乙炔發(fā)生、清凈、壓縮工段廠房的防爆熒光燈和部分金鹵燈進(jìn)行改造，開(kāi)始使用新式光源，如防爆LED燈。

傳統(tǒng)光源技術(shù)成熟，燈具類(lèi)型全面，應(yīng)用廣泛。但是，傳統(tǒng)光源普遍存在光效低、壽命短的缺點(diǎn)，再如氣體放電燈，還存在不能瞬間啟動(dòng)、頻閃、不能耐受電壓波動(dòng)的問(wèn)題。光效低，就意味著不節(jié)能，經(jīng)濟(jì)上不劃算。壽命短，就需要頻繁更換光源，給維護(hù)工作帶來(lái)更大壓力和危險(xiǎn)（高空作業(yè)）的同時(shí)，也給正常生產(chǎn)造成隱患（夜間無(wú)照明）。

LED作為新式光源，研發(fā)和應(yīng)用得到了國(guó)家的大力支持。根據(jù)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）的數(shù)據(jù)，2012年，我國(guó)LED行業(yè)總規(guī)模達(dá)到了2059億元，同比增長(zhǎng)34%。LED已經(jīng)廣泛應(yīng)用于商業(yè)照明、LCD背光照明、汽車(chē)照明、道路照明、各種便攜設(shè)備照明等領(lǐng)域。大功率LED通用照明燈具，在道路、隧道、廣場(chǎng)等場(chǎng)合也有廣泛應(yīng)用?！丁笆濉惫?jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》對(duì)LED行業(yè)提出了明確的發(fā)展方向和目標(biāo)，包括大力推行合同能源管理，到2015年，力爭(zhēng)專(zhuān)業(yè)化節(jié)能服務(wù)公司發(fā)展到2000多家，節(jié)能服務(wù)業(yè)總產(chǎn)值突破3000億元，累計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能能力6000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。根據(jù)2012年科技部發(fā)布的《半導(dǎo)體照明科技發(fā)展“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》，2015年的發(fā)展目標(biāo)是，60W以上普通照明用白熾燈全部淘汰，普通照明產(chǎn)品市場(chǎng)占有率將降到10%以下；傳統(tǒng)高效照明產(chǎn)品穩(wěn)定在70%左右；LED照明產(chǎn)品占有率提升到20%以上。事實(shí)上，今年1月上旬，在財(cái)政部公示的“節(jié)能產(chǎn)品政府采購(gòu)清單”（第十三期）中，首次將LED照明產(chǎn)品列入其中，包括LED道路/隧道照明產(chǎn)品、LED筒燈和反射型自鎮(zhèn)流LED燈等。

2 LED燈具在化工企業(yè)的應(yīng)用前景

2.1 LED燈具和傳統(tǒng)光源燈具的性能對(duì)比

從表1LED和熒光燈、氣體放電燈（金鹵燈、高壓鈉燈）的性能對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出：

1）LED光效和燈具效率明顯高于傳統(tǒng)光源，同樣功率的燈具的照度明顯高于傳統(tǒng)燈具。在維持照度不變的情況下，所用燈具數(shù)量比傳統(tǒng)燈具少，總功率低，一次購(gòu)置費(fèi)用、安裝費(fèi)用和長(zhǎng)期用電成本低。

2）LED壽命明顯長(zhǎng)于傳統(tǒng)光源，有效減少了維護(hù)更換工作量和備件數(shù)量，長(zhǎng)期來(lái)看經(jīng)濟(jì)效益可觀。

3）LED燈具適用溫度范圍大，在極低溫區(qū)域也能正常啟動(dòng)，適合國(guó)內(nèi)高緯度地區(qū)。

4）LED 發(fā)熱量小，表面溫度低，大功率（100～200W）也能做到T4-T6，防爆性能好。

5）LED可以瞬間啟動(dòng)，意外斷電后不會(huì)像氣體放電燈一樣等待冷卻才能重新啟動(dòng)，沒(méi)有安全隱患。

6）LED適用電壓范圍很寬，在供電系統(tǒng)出現(xiàn)劇烈波動(dòng)或者末端電壓低的情況下，也能正常運(yùn)行。

7）LED光源是單向發(fā)光，方向性強(qiáng)，可以很容易地利用透鏡進(jìn)行配光，損耗很小。而傳統(tǒng)燈具是360度發(fā)光，需要使用反光鏡，損耗大。同時(shí)，電感鎮(zhèn)流器也會(huì)增加10%左右的電能損耗。

表1 LED和熒光燈、氣體放電燈性能對(duì)比表

表2 LED燈與汞燈費(fèi)用支出差額表

2.2 LED燈具和傳統(tǒng)光源燈具的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

新式燈具用在化工企業(yè)，不能僅僅考慮本身性能方面的優(yōu)勢(shì)，還要從長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性來(lái)綜合考慮，衡量購(gòu)置成本、安裝維護(hù)成本、運(yùn)行成本和其他隱性成本。

根據(jù)一般核算原則，我們進(jìn)行如下設(shè)定：

A.燈具運(yùn)行時(shí)間，按照每天10h計(jì)算。電費(fèi)按照0.6元/度計(jì)算。LED燈具壽命按照5年計(jì)算。B.燈具維護(hù)費(fèi)用，LED燈具無(wú)維護(hù)費(fèi)用（5年內(nèi)燈具、光源故障由廠家負(fù)責(zé)），氣體放電燈更換光源、觸發(fā)器等零配件價(jià)格和人工費(fèi)用按照燈具價(jià)格10%計(jì)算，分?jǐn)偟?年內(nèi)。C.考慮到傳統(tǒng)燈具和LED燈具的燈具效率和電源損耗，保證光通量大致相同的情況下，兩者的替代關(guān)系簡(jiǎn)化為功率2:1替換，即用60WLED替代150W金鹵燈，240WLED替代400W金鹵燈，以此類(lèi)推。

我們選擇乙炔發(fā)生廠房進(jìn)行對(duì)比。該區(qū)域主要有防爆型熒光燈和防爆型金鹵燈兩種傳統(tǒng)燈具。熒光燈125W，金鹵燈是70W。在滿(mǎn)足原有照度要求的情況下，我們用功率2:1的原則進(jìn)行替代。

LED防爆泛光燈（30W）替代125W汞燈。從表2可以看出，LED燈具的一次采購(gòu)成本較高，但是從運(yùn)行成本、維護(hù)成本來(lái)看，LED燈比使用傳統(tǒng)燈具要低，即每年可以節(jié)省3萬(wàn)多資金。而購(gòu)置成本多出的資金只須3年即可收回。

LED防爆泛光燈（30W）替代金鹵燈防爆泛光燈（70W）。從表3可以看出，LED燈具年化成本比使用傳統(tǒng)燈具要低13810元，即每年可以節(jié)省24760元。購(gòu)置成本整體降低了38570元。按照5年壽命計(jì)算，光電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)就可節(jié)約123800元。

綜上所述，在廠房使用LED防爆燈具替換傳統(tǒng)光源的防爆燈具，能夠明顯的降低耗電量，減少運(yùn)行成本。

3 結(jié)束語(yǔ)

從LED燈具的顯著領(lǐng)先的性能和長(zhǎng)期運(yùn)行成本來(lái)看，LED在化工企業(yè)替代傳統(tǒng)光源燈具，必然是今后發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)，合理的成本回收期，也給推行合同能源管理，引入專(zhuān)業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司創(chuàng)造了有利條件。

[1]國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知國(guó)發(fā)〔2012〕19號(hào)[EB]{http://www.gov.cn/zwgk/2012-06/29/content_2172913.htm

[2]曾惠榮.LED節(jié)能燈節(jié)能效果實(shí)踐研究[J]安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)（下半月刊）2011(4)

[3]王香芹.初探LED光源的可行性及應(yīng)用前景[J]河北煤炭，2005（3）