中石油旗下大型油气处理联合站承担着区域天然气集输、凝析油稳定处理及副产品外输等多重生产任务,站内工艺装置区、储罐区及装卸车台共配置数百套400W防爆金卤灯作为主照明设施。该批灯具自建站投产以来已连续运行超过十年,光衰严重、启动延迟、镇流器及触发器等附件故障频发等问题日益突出,对夜间巡检作业安全及装置区照度达标率造成持续影响。
既有照明系统运行状况评估
现场勘查数据显示,运行十年以上的400W防爆金卤灯实际输出光通量已衰减至初始值的50%~60%,显色指数由出厂时的Ra65降至Ra45以下。灯具启动时间从最初的3~5分钟延长至25~30分钟方能达到稳定光输出,每日黄昏时段存在照明盲区。电气附件方面,触发器年平均损坏率约12%,补偿电容器鼓包失效比例约8%,导致功率因数下降至0.75以下,线路损耗显著增加。维护作业记录表明,平均每周需安排2~3次高空维修作业,维修人员须穿戴防静电服、携带防爆工具进入工艺区进行登高更换,每次作业均需办理危险区域动火或非动火作业票,流程繁琐且存在次生安全风险。
改造方案设计与光学模拟验证
改造技术方案以荣朗防爆RLB156及RLB158 LED防爆泛光灯作为主替换选型,核心设计目标为:不改变原有灯杆基础、不重新敷设供电线路、不低于原设计照度值、显著降低运行功耗和维护频次。
荣朗技术团队依据站场防爆区域划分图及设备布置图,使用Dialux照明设计软件进行全站等照度模拟。模拟输入参数包括:安装高度8~12米、灯具间距6~10米、维护系数0.8、利用系数依据各区域壁面反射率取值。模拟结果显示:原400W金卤灯在装置区地面维持平均照度约95 lx,中心区域最大照度约180 lx。采用100W RLB158替代400W金卤灯后,地面平均照度提升至128 lx,区域照度均匀度由0.35提升至0.62,显著改善了过去灯下亮、灯间暗的不均匀现象。最终方案确定:工艺装置区采用100W RLB158(120套),巡检通道及装卸台边缘区域采用60W RLB156(80套),总计200套灯具一对一替换原有金卤灯,不改变原有回路分组和供电容量。
RLB156与RLB158的主要技术参数对照如下:
| 参数项目 | RLB156(60W配置) | RLB158(100W配置) | 原400W金卤灯 |
|---|---|---|---|
| 防爆标志 | Ex db IIC T6 Gb / Ex tb IIIC T80℃ Db | Ex d IIB T4 | |
| 额定功率 | 60W | 100W | 400W(系统功耗~450W) |
| 整灯光效 | ≥90 lm/W | ≥110 lm/W | 约65 lm/W(初始) |
| 显色指数 | Ra>80(送检值82~86) | Ra<45(运行十年后) | |
| 功率因数 | >0.95 | 0.75~0.80 | |
| 防护等级 | IP66 | IP55 | |
| 防腐等级 | WF2 | 无明确标注 | |
| 光源寿命 | ≥50000小时 | 约8000小时 | |
| 色温 | 5500~6000K(可定制) | 约4000K(随光衰偏移) | |
| 驱动电源输入范围 | AC85~265V 50Hz | AC220V±10% | |
利旧安装与作业安全管控
改造实施的关键约束条件为:站场为一级防爆区域,动火作业须停工停产并办理特级动火审批,停工造成的生产损失巨大。荣朗灯具采用标准化安装接口设计,灯臂连接孔位与原金卤灯支架完全兼容,防爆穿线管接口规格均为G3/4英寸,可实现无动火、无切割的直接替换。安装作业仅需登高车配合两人操作,单盏灯具替换时间控制在40分钟以内。全部200套灯具的替换作业在28个日历日内完成,全部安排在日间照度充足时段进行,夜间站区照明由相邻区域灯具及移动式防爆应急灯保障。改造全程未发生任何安全事故,未因照明改造导致站区停产或限产。
改造后运行数据与效益核算
改造完成后第三个月,由站方电气工程师与荣朗技术人员联合进行了72小时连续照度监测和能耗统计。监测数据显示:装置区地面平均照度维持于120~135 lx范围内,通道区域照度维持于85~110 lx范围内,均高于GB50034标准对工业场所的推荐值。显色指数Ra实测值82~86,巡检人员反馈仪表盘刻度、管道色标及阀门铭牌的辨识清晰度较改造前提升明显,夜间抄表误读率显著下降。
能耗数据方面,100W RLB158实际系统功耗约102W(含驱动损耗),60W RLB156实际功耗约62W,综合平均单灯功耗约为原金卤灯系统功耗450W的17%,综合节能率约83%。按每日运行11小时(17:30至次日4:30)、年运行4015小时、工业电价0.78元/kWh计算,单套100W灯具年节电量约(450-102)×4015÷1000≈1397 kWh,200套灯具年节电总量约27.9万kWh,年节电费用约21.8万元。原金卤灯系统年更换触发器、补偿电容及光源的备件费用约7.2万元,高空维修人工费用约4.5万元,两项维护支出在改造后完全消除。合计年综合节约费用约33.5万元,项目静态投资回收期约15个月。
智能控制系统与长期免维护机制
本次改造同步部署了工业照明智能控制系统,该系统以无线蓝牙MESH网络为通讯基础,在站区值班室设置集中管理终端。系统支持按预设时间表自动调光:每日19:00至23:00照明功率100%输出,23:00至次日5:00人员稀少时段自动调降至60%功率输出,5:00至6:30恢复100%输出用于交接班巡检。阴雨天照度不足时,传感器可触发提前开灯或延长高功率时段。该系统上线后,在灯具自身节能基础上再实现约12%的二次节能。
荣朗防爆为本次改造提供五年整灯质保,质保范围涵盖光源模组、驱动电源及壳体结构件。RLB156与RLB158的光源采用先并后串、单点单控的LED排列方式,单颗灯珠失效不影响回路内其他灯珠正常工作,整灯光衰在50000小时运行时间内控制于30%以内。驱动电源内置多重电气保护,配合铝合金散热鳍片与导热硅脂填充的散热通道设计,确保灯具在站区夏季最高50℃环境温度下结温不超过85℃。自改造完成至今,该联合站未发生一起因灯具故障导致的高空维修作业,照明系统进入免维护运行状态。