寧波舟山港穿山港區(qū)設(shè)備照明燈具節(jié)能改造

徐旭麗　劉劍飛　陸波　俞浩煥

寧波舟山港穿山港區(qū)（以下簡稱“穿山港區(qū)”）碼頭岸線長3 410 m，前沿水深17 m以上，陸域面積359萬m2，堆場（0～11號）面積183.7萬m2，擁有3萬多個平面重箱箱位和2萬多個平面空箱箱位，配備49臺橋吊、151臺龍門吊、38臺堆高機和近450臺流動機械。根據(jù)統(tǒng)計，穿山港區(qū)每年動力照明成本占整個工程變動成本的比重較大。鹵素燈、金鹵燈和高壓鈉燈是工程照明燈具的首選。鹵素燈是繼白熾燈之后的第二代照明光源，其發(fā)光強度遠高于白熾燈，而能耗約為白熾燈的1/3。第三代照明光源為金鹵燈、高壓鈉燈：金鹵燈性能穩(wěn)定，顯色性好，缺點是使用壽命較高壓鈉燈短，并且價格偏貴，啟動困難;高壓鈉燈的優(yōu)點是發(fā)光效率比金鹵燈高且透霧性強，缺點是顯色性差。隨著科技的進步，第四代照明光源發(fā)光二極管（light-emitting diode，LED）誕生，發(fā)光效率從最初的5 lm/W發(fā)展到100 lm/W，具有體積小、耗電量低、使用壽命長、無輻射、亮度高、熱量低、環(huán)保性好、堅固耐用等優(yōu)點，在工程照明中得到廣泛應(yīng)用。

1 穿山港區(qū)設(shè)備照明燈具概況

穿山港區(qū)全天候不間斷作業(yè)模式下的橋吊、龍門吊等設(shè)備安裝400 W和1 000 W高壓鈉燈，堆高機設(shè)備安裝70 W鹵素燈。由表1可知：穿山港區(qū)設(shè)備照明燈具以高壓鈉燈為主，高壓鈉燈的數(shù)量較多且功率較大;設(shè)備照明燈具總數(shù)量達4 741盞，總功率為2 619.28 kW。按1年365 d、平均每天照明時長10 h、燈具完好率90%、設(shè)備有效利用率70%來計算，穿山港區(qū)設(shè)備年照明耗電量為602.3萬kW穐;按工業(yè)用電計費標準0.8元/（kW穐）計算，設(shè)備年綜合照明耗電成本為481.84萬元。

2 穿山港區(qū)設(shè)備照明燈具節(jié)能改造

2.1 可行性分析

為了節(jié)能降耗，穿山港區(qū)實施設(shè)備照明燈具節(jié)能改造，將傳統(tǒng)燈具改為LED燈。為此，穿山港區(qū)開展理論研究，分析實施改造的可行性。由表2可知：高壓鈉燈的綜合發(fā)光效率為/W，LED燈的綜合發(fā)光效率為91.8 lm/W， LED燈的綜合發(fā)光效率是高壓鈉燈的1.79倍。當港區(qū)溫度低于85℃時，LED燈無光衰減，具有平均使用壽命長且質(zhì)保期長等優(yōu)點。根據(jù)可行性分析，確定可以將高壓鈉燈改為LED燈。

2.2 實施改造

2004―2008年，穿山港區(qū)橋吊和龍門吊設(shè)備安裝的燈具為通用電氣生產(chǎn)的高壓鈉燈。由于碼頭空氣中鹽堿含量高，部分燈具在使用2～3年后就需要更換，使用成本高昂：通用電氣成套燈具價格為元左右（2006年）;燈泡、觸發(fā)器、電容器、整流器、支架等更換率為80%左右，分開購買成本為元左右。2008―2014年，穿山港區(qū)考慮到燈具更換頻率較高且采購成本高昂，改用飛利浦高壓鈉燈。飛利浦高壓鈉燈采購成本相對較低，但其使用壽命比通用電氣高壓鈉燈短。2015年以后，穿山港區(qū)工程技術(shù)部將發(fā)光效率、顯色指數(shù)、使用壽命等性能指標優(yōu)于高壓鈉燈的日甚LED燈試用于部分橋吊和龍門吊。經(jīng)過1年多的試用，LED燈獲得設(shè)備操作司機和維修人員的普遍認可;因此，穿山港區(qū)逐步將高壓鈉燈和鹵素燈更換為LED燈。

穿山港區(qū)設(shè)備照明燈具改造前后功率比較見表3。設(shè)備上的高壓鈉燈改為LED燈后，設(shè)備使用功率大幅降低：橋吊大梁和小車上1 000 W高壓鈉燈改為400 W LED燈后，使用功率為原來的40.0%;龍門吊上400 W高壓鈉燈改為150 W LED燈后，使用功率為原來的37.5%;遠東片區(qū)龍門吊大梁和大車上高壓鈉燈改為100 W LED燈后，使用功率為原來的25.0%;堆高機上70 W鹵素燈改為30 W LED燈后，使用功率為原來的42.8%。

3 穿山港區(qū)設(shè)備照明燈具節(jié)能改造成效

3.1 燈具使用壽命延長

穿山港區(qū)使用的通用電氣鈉燈、歐司朗鈉燈、鹵素燈等燈具的質(zhì)保期為1年，而日甚LED燈的質(zhì)保期為3年。港區(qū)設(shè)備上高壓鈉燈和鹵素燈燈泡的使用壽命為1年左右，即4 000 h左右;相比之下，LED燈自2015年安裝試用以來，基本處于完好狀態(tài)，部分燈具使用時間已超6年，達到24 000 h以上，燈具使用壽命明顯延長。

3.2 采購成本降低

整套1 000 W通用電氣高壓鈉燈的采購成本為元左右;整套400 W LED燈的采購成本也是元左右，但由于LED燈的使用壽命和質(zhì)保期長，按質(zhì)保期3年計算，LED燈的采購成本是通用電氣高壓鈉燈采購成本的1/3。同樣，將400 W高壓鈉燈改為150 W或100 W LED燈并將70 W鹵素燈改為45 W或30 W LED燈后，燈具采購成本也相應(yīng)降低。

3.3 維修成本降低

橋吊和龍門吊設(shè)備上的高壓鈉燈由燈泡、燈罩、整流器、觸發(fā)器、電控設(shè)備、支架等組成，每個部件的使用壽命不一且更換時間不同，維修成本較高。2014年穿山港區(qū)港吉片區(qū)54臺龍門吊上高壓鈉燈（總計1 026盞）及其部件維修更換率為38%，維修更換人工費用高達128 700元（見表4）。2015年港吉片區(qū)實施LED燈改造后，至今未產(chǎn)生更換維修費用，維修成本大大降低。

3.4 生產(chǎn)照明成本降低

穿山港區(qū)設(shè)備照明燈具實施LED燈改造后，橋吊、龍門吊、堆高機設(shè)備照明功率為1 016.47 kW（見表5），是改造前的38.8%，可節(jié)約電能1 602.81 kW穐。按1年365 d、平均每天照明10 h、燈具完好率90%、設(shè)備有效利用率70%、電費標準0.8元/（kW穐）來計算，穿山港區(qū)設(shè)備照明燈具改為LED燈后，每年可節(jié)約照明成本294.85萬元，節(jié)能成效顯著。

4 結(jié)束語

LED燈具有發(fā)光效率高、安全性高、使用壽命長、啟動時間短、運行成本低、顯色性好、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，已越來越多地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和城市照明。目前，穿山港區(qū)設(shè)備照明燈具已全部改為LED燈，港區(qū)道路照明燈具也部分改為LED燈;堆場和泊位高桿燈要求燈具色溫在2 700～3 000 K且泛光范圍大，目前還未試用LED燈。未來，隨著LED技術(shù)的成熟，LED燈在港站碼頭的應(yīng)用范圍將更加廣闊，從而彰顯其非凡的節(jié)能效果。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2021-03-29）