河北省电力勘测设计研究院 河北石家庄 050031
摘要：照明节电是发电厂节能设计的重要组成，使用LED照明，能够在很大程度上起到节约厂用电量的目的。本文分析了LED的特点，结合发电厂工作环境较为复杂的特征，阐述了发电厂不同环境下采用LED照明的可行性。分析证明，LED作为一种节能高效的绿色照明技术，在电厂具有广阔的发展前景。
关键词：LED照明；发电厂；节能
就我国目前经济水平以及社会发展需求来看，节能是非常重要的一项战略方针。作为发电厂，降低厂用电率也是一项重要工作。依照传统的工程经验来看，照明负荷通常会占据总用电负荷1%以上，一个成型的大型发电厂每年耗费在照明用电上的电量甚至会超过千万kWh，电厂照明有非常广阔的节能空间，如果使用LED进行照明，将会达到理想的节约用电的目的。
1 当前LED照明的优势
随着LED照明设备的性能的不断提升，其在民用、市政、工业照明等领域逐步推广应用。LED的优点主要如下：
（1）高光效：LED光效达80～150lm/W，光谱窄，单色性好，几乎所有发出的光都可利用，且无需过滤直接发出色光。
（2）高节能：具有电压低、电流小、亮度高的特性。一个10瓦的LED光源发出的光能与一个150瓦的白炽灯发出的光能相当。
（3）使用寿命长：LED利用固态半导体芯片将电能转化为光能，可承受高强度机械冲击，LED单管寿命10万小时，光源寿命在5万小时以上，按每天工作12小时寿命也在10年以上，维护费用低。
（4）环保：LED是由无毒的材料制作，可以回收再利用，不会造成污染。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
（5）灯具结构合理：LED灯具将彻底改变灯具的结构，根据不同的专业使用要求，LED灯具的结构在提高初始亮度的条件下，可经过稀土、光学镜片的再次提升，使灯具发光亮度得到再提高。
（6）响应时间快：LED发光管响应时间短，能按要求保证多个光源之间或一个光源不同区域之间的工作切换。采用专用电源给LED光源供电时，达到最大照度的时间小于10ms。
（7）光色多：可以选择白色或彩色光，红色、黄色、蓝色、绿色、黄绿色、橙红色等，LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，形成不同光色的组合，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
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（8）安全性高：LED光源使用低电压驱动，发光稳定，无污染，没有频闪，没有紫外线B波段，表色／颜体Ra值约90，色温5000K，最接近太阳色温5500K。
（9）运行成本低：其它光源不仅耗电是LED光源的2~10倍，而且更换周期短，浪费了物力人力。投入使用的光源越多，在器件更换和人工方面的花费就越大，初次投资的节省很快会被日常的维护费用抵消。因此从长远看选用寿命长的LED光源是经济的。
2 电厂环境对照明的要求
发电厂工作环境比较复杂，典型的特征就是潮湿多尘、高温、振动较大，多区域有爆炸或腐蚀性等。依照不同的照明需求，可以将照明的方式分成一般照明、混合照明以及局部照明；依照不同的照明性质，可以分成正常照明、应急照明、警卫照明和障碍照明。照明的器具需要依照不同的环境条件选取防水防尘、防腐、隔爆等措施的灯具。
LED设备对于发电厂的运行环境所具备的适应性：（1）防水性，在LED设备当中，使用的是环氧树脂制作包裹结构，是一种固态的照明光源，防水性比较好，不会被发热影响，因此，很容易实现好的防护效果。（2）防尘性，虽然LED的密封性比较理想，但在多尘的环境中经过长期使用，其散热性的装置会因积灰令散热能力下降，进而令LED光效下降，使用性能降低；（3）耐高温性，在LED设备当中芯片寿命和光输出的百分比会随着PN结的温度提升不断降低，而且还会形成光谱移动以及热应力提升等危害，在高温环境中，PN结热量不能排出，导致耐高温性能较低；（4）防腐蚀性，灯具设置防腐蚀结构，会降低灯具的散热效应，需要考虑材料散热性以及防腐性，对LED来说需要谨慎使用；（5）抗震动性，LED是固体的照明光源，使用环氧树脂构建包裹结构，抗震动性比较理想；（6）隔爆性，LED发热量比较低，其工作温度要低于传统的光源，是可触摸型的光源，对于爆炸环境影响不大。另外，LED自身是固体密封的结构，因此也不易被爆炸性环境所影响；（7）安全稳定性，LED设备没有危险元素的添加，而且是固体的结构，即便脱落、破碎，也不会对人身安全造成影响，安全性比较理想；（8）耐高场强性，LED设备是电子发光元件，它在高场强环境当中会导致工作性能打折，降低使用寿命，所以需要考虑屏蔽措施。
3 LED灯具技术性能分析
3.1对于照明控制的适应性。发电厂中的照明控制措施会依照不同的场合分成：调光控制、常亮不灭、频繁开关以及间歇开关几种。在常规性的灯具当中，金卤灯的发亮时间比较长，且调光幅度不大；荧光灯的调光光效相对较低，可能会影响到电网的谐波稳定性；白炽灯的能耗太大，几乎已不再使用。相比较来说，LED设备对发电厂有较强的适应性，在事故时作为应急照明的LED灯能瞬间点亮，实现不间断性转换。
3.2照明性能自身的适应性。发电厂中照明环境相对复杂，针对不同的环境需要调节照度和眩光等条件。对于LED分析如下：
（1）LED设备光效和荧光灯、金卤灯对比具有一定优势，达到同样照度只需大概50%的功率，在较高照度需求的区域有较明显的优势；（2）LED设备色温相对比较高，有让人清醒的作用，但如果长时间使用会导致视觉疲劳，所以适合在厂房等没有人员长期逗留的区域当中；（3）LED设备眩光性比较强烈，因此，使用在控制间的时候需要注意其二次配光和照明灯具布置情况；（4）发电厂的各个生产车间以及工作场合显色指数通常要在80以下，LED设备比较合适；（5）局部照明的场合下，LED设备高指向性具备一定的优势，能够很好地提升能源利用效率，而且还能够防止光污染；（6）LED设备穿透性能不是非常高，如果是粉尘较多的车间以及悬挂较高的高顶灯照明，比起金卤灯来说不具备优势。总之，相对传统光源来说，LED设备的照明性能有一定的优势，尤其在节能方面优势非常明显。
4 LED灯具经济性分析
以主厂房0m的照明为例，常规2x300MW机组共需工厂灯约350盏。普通150W金卤灯约1000元一盏，70W LED灯约1400元一盏。按一天18小时照明考虑，仅主厂房0m照明一年节电183960kWh，参考2017年河北南网上网电价0.364元，一年节省66961元。从投资考虑，一盏金卤灯一年维护费约100元，1.375年即可收回多出的采购成本。
5 结语
LED属于一种新型绿色光源，对生产环境复杂多样的发电厂来说，LED照明设备能比较好的满足电厂的照明要求，且有明显节电效果。因此，未来它定会成为电厂照明的主流产品，发电厂应积极考虑其应用，积累经验并将相关问题反馈给制造商，使得LED照明行业不断地发展进步，在未来的实际应用当中发挥出更大的作用。
参考文献：
[1] 陈海华.发电厂设计采用LED照明的探讨[J].浙江电力，2013（9）：29-32.
[2] 黄志玲，江现昌，敖斌，等.南昌地铁2号线客室LED照明节能设计的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2015（30）.
论文作者:陈鹏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签：发电厂论文; 光源论文; 灯具论文; 环境论文; 设备论文; 调光论文; 节能论文; 《基层建设》2018年第2期论文;