在石油化工工程建設(shè)或檢修期間受限空間作業(yè)內(nèi)照明一直困擾著作業(yè)人員工作效益。受限空間內(nèi)使用的照明安全要求高，必須防爆并且電壓要安全。然而在空間較大的反應(yīng)器、塔及罐容器內(nèi)由于使用安全電壓白熾燈光照度達(dá)不到，導(dǎo)致整個(gè)受限空間內(nèi)作業(yè)效率低下，并且人員工作危險(xiǎn)性也急劇增加。

LED業(yè)者對于照明替換潮通常只把思維局限于家居、路燈、軌道交通等一般照明，殊不知還有很多特殊的照明應(yīng)用等待替換，比如防爆照明。

全球產(chǎn)品測試認(rèn)證的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)UL(UnderwritersLaboratories)上個(gè)月發(fā)出大中華地區(qū)首張防爆LED燈具認(rèn)證給臺灣久鑫科技，其光源技術(shù)合作伙伴南亞光電亦同時(shí)獲得多重列名認(rèn)證，這表示臺灣業(yè)者將可快速切入北美防爆產(chǎn)品市場，其商機(jī)利潤相當(dāng)可觀。據(jù)ElectroniCastConsultant調(diào)查報(bào)告指出，全球防爆產(chǎn)品市場成長迅速，需求不斷攀升，2014年全球防爆LED燈具的消費(fèi)量是1億6010萬美元，預(yù)估2021年全球產(chǎn)值將擴(kuò)大到2億7340萬美元。

由于一般LED照明市場毛利低，部分臺灣廠商已轉(zhuǎn)型發(fā)展可提升獲利的特殊應(yīng)用，如防爆燈具。當(dāng)前一波臺灣石化產(chǎn)業(yè)前進(jìn)美國的潮流，為臺灣帶來強(qiáng)勁的訂單。臺灣久鑫科技和南亞光電跳脫傳統(tǒng)業(yè)者僅著眼于國內(nèi)市場需求的框架，搶得北美市場門票，為臺灣防爆照明走向國際市場開啟了新頁。

在石油化工工程建設(shè)或檢修期間受限空間作業(yè)內(nèi)照明一直困擾著作業(yè)人員工作效益。受限空間內(nèi)使用的照明安全要求高，必須防爆并且電壓要安全。然而在空間較大的反應(yīng)器、塔及罐容器內(nèi)由于使用安全電壓白熾燈光照度達(dá)不到，導(dǎo)致整個(gè)受限空間內(nèi)作業(yè)效率低下，并且人員工作危險(xiǎn)性也急劇增加。

LED(LightEmittingDiode)作為第四代新光源，屬于固態(tài)冷光源，具有電光轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)熱量小、工作電壓屬安全低電壓、安全可靠性強(qiáng)、使用壽命長、節(jié)能、環(huán)保無污染、耐振動(dòng)、抗沖擊等優(yōu)良特性。相信在石油化工受限空間作業(yè)中使用LED防爆燈將會是一個(gè)必然趨勢。

1、受限空間作業(yè)照明的不足

長久以來，在石油化工工程建設(shè)及檢修中，由于所處作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)性較大，一般環(huán)境中作業(yè)都存在有毒有害或者存在易燃易爆物質(zhì)，并且受限空間內(nèi)光線差，甚至無光線，內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，內(nèi)部構(gòu)造及其不規(guī)整，凹陷凸起地方較多，坑洞較多，使進(jìn)入的作業(yè)人員在作業(yè)期間各種操作及行動(dòng)不方便。所以受限空間內(nèi)安全充足的照明是保證作業(yè)人員安全的一個(gè)基本保障條件。

石油化工裝置中大型設(shè)備內(nèi)件安裝、清理、檢修均涉及到多道工序，作業(yè)時(shí)間長，精度及清潔度要求較高，在之前的作業(yè)期間經(jīng)常采用的是安全電壓的防爆白熾燈作為照明，但其光照度太低，作業(yè)環(huán)境光線不足，導(dǎo)致人員工作效率低下，工期延長，人員處于危險(xiǎn)環(huán)境中時(shí)間增長，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)增加。

光線不足更影響作業(yè)人員行動(dòng)及工作心情，進(jìn)一步增加了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。由于光照度不足，有些時(shí)候作業(yè)期間為了補(bǔ)充照明，不斷的加設(shè)照明燈泡導(dǎo)致受限空間內(nèi)電線增加，也進(jìn)一步增加了風(fēng)險(xiǎn)。并且白熾燈發(fā)熱量較大，在存在易燃易爆物質(zhì)的場所內(nèi)也進(jìn)一步增加了風(fēng)險(xiǎn)。受限空間作業(yè)程序雖然已經(jīng)很完善，但是改善照明是保證人員在受限空間內(nèi)安全作業(yè)的首要之事。

2、LED燈的光效優(yōu)勢

白熾燈其光效為10流明/瓦左右，大部分的耗電變成熱量損耗。對白光LED目前白光LED的光效已達(dá)120流明/瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。

現(xiàn)以80萬噸/年乙烯裂解裝置區(qū)內(nèi)丙烯塔為例計(jì)算其達(dá)到理論所需平均照度時(shí)需使用多少燈具，其塔體內(nèi)部直徑達(dá)5.6M，在安裝塔內(nèi)件時(shí)，一層塔盤大概需要2000余套螺絲，最小螺絲為M10。作業(yè)環(huán)境視為機(jī)械加工粗加工的作業(yè)條件下照度：200lx。根據(jù)照明燈一般懸掛高度為3米，空間利用系數(shù)(CU)在0.6-0.75之間，維護(hù)系數(shù)K取0.7，白熾燈光通量為12lm，單顆LED光通量為100lm。平均照度(Eav)=單個(gè)燈具光通量Φ×燈具數(shù)量(N)×空間利用系數(shù)(CU)×維護(hù)系數(shù)(K)÷作業(yè)面積

200=12*N1*0.7*0.7÷24.6N1=837

200=100*N2*0.7*0.7÷24.6N2=100

需要白熾燈大概837W，需要34個(gè)3W的LED貼片，然而34個(gè)LED白燈貼片只需要組裝成一盞LED燈就能達(dá)到理論需求光照度。100W的防爆白熾燈需要安裝9盞，一盞防爆白熾燈外景尺寸大概是Φ150*260，然而一盞LED貼片組裝燈外徑尺寸200*150*210(mm)。白熾燈9盞需要9根單獨(dú)電纜進(jìn)行供電，產(chǎn)生了9個(gè)接頭，增加了風(fēng)險(xiǎn)，LED燈只需一盞即可。

3、LED防爆燈防爆性能

LED防爆燈的基本原理同其他防爆燈相同，其原理根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN13463-1：2002《爆炸性環(huán)境用非電氣設(shè)備第1部分：基本方法與要求》的防爆概念和防火類型，隔爆型是采取措施允許內(nèi)部爆炸并阻止火焰?zhèn)鞅囊环N防爆型式，是最常用的一種防爆類型。而且，許多增安型防爆燈具部件，如驅(qū)動(dòng)電源、燈座、聯(lián)鎖開關(guān)等，也是采用隔爆型結(jié)構(gòu)。具有隔爆外殼的電氣設(shè)備稱為隔爆型電氣設(shè)備。如果爆炸性氣體混合物進(jìn)入隔爆外殼并被點(diǎn)燃，隔爆外殼能承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播。這是一種間隙防爆原理，即利用金屬間隙能阻止爆炸火焰的傳播和冷卻爆炸產(chǎn)物的溫度，達(dá)到火焰熄滅和降溫，抑制爆炸的擴(kuò)展的原理設(shè)計(jì)的一種構(gòu)造。

除此之外，LED防爆燈所需要的驅(qū)動(dòng)電源輸出的是直流低電壓，一般根本產(chǎn)生不了電火花。LED燈的發(fā)光原理是直接把電能轉(zhuǎn)換成光能的過程，這種發(fā)光不存在像白熾燈那樣先將電能轉(zhuǎn)換成熱能，繼而使物體溫度升高而發(fā)光的現(xiàn)象。

白熾燈96%的電能都發(fā)熱發(fā)掉的，白熾燈發(fā)出的光中有大量紅外線，70-80%的電能是以熱輻射(紅外線)的形式散出去的，有5-10%是以熱傳導(dǎo)方式傳遞到燈泡外殼上的，所以燈芯溫度高達(dá)2500度，而外表溫度高達(dá)200余度。LED燈發(fā)出的光極少含有紅外線，所以沒有熱輻射，芯片溫度最高200余度，而外表溫度基本感觸不到。在100w白熾燈20CM處，你能感覺很明顯的熱感，而LED燈可以拿手觸摸，你幾乎感覺不到熱量。從而也被稱為“固冷光源”，不會引爆可燃?xì)怏w，所以LED是本安型的防爆燈。隔爆型加本安型，LED防爆燈比其他防爆燈更安全。

4、LED防爆燈安全電壓電流優(yōu)勢

安全電壓為36V以下，電擊對人體的危害程度，主要取決于通過人體電流的大小和通電時(shí)間長短。電流強(qiáng)度越大，致命危險(xiǎn)越大；持續(xù)時(shí)間越長，死亡的可能性越大。能引起人感覺到的最小電流值稱為感知電流，交流為1mA，直流為5mA；人觸電后能自己擺脫的最大電流稱為擺脫電流，所以通過人身的安全直流電流規(guī)定在50mA以下，通過人身的交流安全電流規(guī)定在10mA以下。LED燈驅(qū)動(dòng)電源為直流電，一般在6-36V。

防爆白熾燈一般使用交流安全電壓。交流10mA和直流50mA電流就對人體有危險(xiǎn)，按人體電阻1200歐姆計(jì)算，則安全電壓為交流12V直流60V。所以在同等電壓或者同等電流情況下，LED燈更為安全可靠。并且直流低電壓基本不產(chǎn)生電火花，而交流電就比較容易產(chǎn)生電火花，所以使用LED燈更為安全可靠。

5、LED防爆燈節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢

LED燈制作的光源不存在諸如水銀、鉛等對環(huán)境有污染的物質(zhì)，并無頻閃和紫外線輻射，無眩光，對人健康無傷害，LED為固體發(fā)光體、無燈絲、無玻璃泡、、耐沖擊不易破碎，外殼采用優(yōu)質(zhì)鋁材，耐磨防腐，所有廢棄物可回收利用，回收方便，無任何其他污染物產(chǎn)生。

白熾燈使用壽命大概在1000小時(shí)左右，然而LED燈使用壽命在100000小時(shí)。在此再以乙烯裝置丙烯塔內(nèi)件安裝為例，如果一伙人僅一個(gè)作業(yè)面總安裝工期大約為300天，總工時(shí)大概為2700小時(shí)，使用白熾燈需要27盞，而LED燈只需一盞即可。并且白熾燈在使用一段時(shí)間后，很容易燈絲燒斷，光衰減，因?yàn)槊看蔚膯?dòng)是冷態(tài)啟動(dòng)，瞬間電流是工作電流的10-20倍，所以燈絲容易燒斷，而LED燈每次啟動(dòng)屬于恒流輸入，可以高頻次的操作，所以LED燈不存在多次開關(guān)對其使用壽命的影響。

以前面算的需要達(dá)到相同的照度200lx的情況下白熾燈需要837W，LED燈只需要100W，達(dá)到同樣照度的情況下，白熾燈一個(gè)小時(shí)需要0.84度電，而LED燈只需0.1度電。

6、結(jié)語

國家規(guī)定2012年10月1日起白熾燈大于100W禁止國內(nèi)銷售，2014年10月1日起大于60W禁止國內(nèi)銷售，2016年10月1日起大于15W的禁止國內(nèi)銷售。所以隨著國家政策的推進(jìn)，白熾燈必然被淘汰。使用LED防爆燈光效高、發(fā)熱量小、工作電壓屬安全低電壓、安全可靠性強(qiáng)、使用壽命長、節(jié)能、環(huán)保無污染、耐振動(dòng)、抗沖擊等優(yōu)良特性。相信在石油化工受限空間作業(yè)中使用LED防爆燈將會是一個(gè)必然趨勢。

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