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避震型集装箱码头港口LED灯具在RTG的应用

  基于深圳蛇口集装箱码头轮胎式集装箱场桥吊机(以下简称RTG)设备照明采用LED避震灯(以下简称LED灯) 替换现有高压纳灯的应用成果,对其可行性进行了技术层面和节能层面的探讨,将LED避震灯与高压纳灯的相关技术参数、节能效果、运行成本及收益等方面进行了较为全面的测算及数据对比分析,据此提出了在RTG 上完全可以用140 WLED灯取代原有的400 W高压纳灯的方案。测试结果表明:该方案突破了多年来用户在设备节能方面的一个难题,将使码头实现兼顾节能、环保、低碳、降低运营成本等多种目的。

  目前深圳蛇口集装箱码头轮胎式集装箱场桥吊机(以下简称RTG)工作照明主要采用高压钠灯,按客户要求每台设备通常布置20~22套灯具,功率为400W/套。以深圳码头为例,灯具位置见图1,分别为:大梁灯10~12套,左右大梁各5~6套(FL05~FL16),照明高度约24m;小车灯4套,前后各2套(FL19~FL22),照明高度约23m;大车灯6套,左右两侧各2套(FL01~FL04),侧面照地面2套(FL17、FL18),照明高度5m。

  RTG大梁灯是对该RTG操作面提供光照,使小车司机在23m高度上看清其操作的RTG作业面的基本情况,小车四角的灯是为小车司机看清吊箱位置并准确完成吊箱的相关操作动作而设置的,大车侧面的2个灯是对地面进行补光避免障碍物遮挡地面光线个大车灯是辅助司机移动RTG时看清行进道路是否有障碍物,包括提示场内人员或车辆回避躲让。

  按照深圳蛇口集装箱码头有限公司做实际计量及测算统计后发现,目前每台RTG平均每天照明时间约10小时,每年平均作业天数为250~280天,每年每台RTG照明耗电为(取20套钠灯/台,实际功耗应加上镇流器用电,每套为120W):(0.4 KW+ 0.12 KW)×20套×10小时×250天=26000 KW·h,如电费及需量费按1 元/(kw·h)算,则全年耗电费用为26000元。

  (2)启动时间长。一般通电时间在5~10min左右才能达到正常亮度。难满足RTG转场过街时市电与发动机转换后的作业及时需求。

  (3)色温显色指数低,光效低,工作状态下光线)由于高压钠灯的结构缺陷,会导致钠灯灯泡因设备震动而易出现灯丝断丝或灯口松动脱落等现象。

  发光二极管(light emitting diode,LED)是有P型半导体形成的P层和N型半导体形成的层以及中间的由双导管结构的有源层组成,而这个有源层就是二极管的发光层。

  LED光源采用的是半导体工艺技术,因此其光源的结合可靠性非常高,目前常用的方法是用合金锡料,如AuSn(金锡焊料)、PbSn(铅锡)、In(铟)等完成,具体方法是将LED芯片置于专用支架上,采用合金材料,经机械手将芯片的电极焊点与支架自动焊接,这一过程也叫封装。在通过拉力测试后,再对封装好的LED进行包括焊点的牢同度、色温区间、电参数一致性等一系▲●…△列分检及测试等丁作。

  LED光源与灯具散热体的连接是靠焊接方式实现的,封装好的LED成品同定在铝基板上,以SMT自动贴片机通过回焊炉圊焊,LED光源体积小重鼍轻,因此大大降低了灯具载体震动时光源与灯具接口脱落的机率。

  LED灯的以上结构特点决定了其良好的防震动效果,从实际运用来看,其优良的防震动表现也得到很好的证实。

  (1)灯具避震基础。核心光源部分有良好的避震措施,即LED光源具有良好的避震特性以及光源与灯具的强避震连接方式使光源部分具有很好的抗震避震性能。

  (2)灯具避震结构。灯具的机械配合部分可采用无间隙结构设计,配合专业防水防震PV垫,使灯具的一体性加强。RTG专用避震型LED灯已通过GB7000.1--200X标准(恶劣条件下使朋的灯具——振动要求)认证,功率140 W的探照灯包含电源散热器在内的整体灯具重量仅8.5 kg左右,这将同时更有利于高卒安装及维修保养。

  (3)性能特征。LED灯具因其光源的发光机理决定为直流驱动,因此其发出的光无频闪、无红外、紫外光成分,并且可以通过现场模似计算对照射区域进行有效配光,相比高压钠灯须通过反射器反射后,才能照射到指定区域的照射方式而言,LED灯有效减少了光污染,提高了光的有效使用率。实验结果显示,相同光通量并经配光的LED灯具,其实际功耗是高压钠灯实际功率的1/3左右。随着LED散热技术的提高,LED灯具已经是安全町触摸的灯具,光源凶无需利用钠灯的呼吸系统解决散热,则不存在汞、钠等有害元素。不会对环境造成污染,因此LED光源又被称为“绿色光源”。

  由于LED灯不会出现触发器、镇流器、快速接头、灯口的损坏等故障问题。阂此设备照明的回路电源良好的防震动效果,从实际运用来看,其优良的防震动表现也得到很跳闸等经常影响RTG工作的现象将不会出现,这就减少了员工高•☆■▲空作业的频率,并且在降低了维修部门的维护成本★-●=•▽的同时,又可减少维修人员的安全事故机率。

  (1)传统灯具与LED灯具配光方式比较。在RTG机上,解决司机对灯光要求的传统做法基本上都是采用统一功率的400 W照明★△◁◁▽▼灯具,安装在目前RTG固定的安装位置上,由于司机在操作吊箱时对光照度有★◇▽▼•较大的需求,而高压钠灯其360°的发光面结构决定了其发出的光必须通过反射器反射后才能照到指定区域,其发光原理又决定了钠灯在发光时一定产生大量的热能,所以表面看其光通量很大,但实际有效光并不多,因此只有通过超功率的给光和补光来满足基本照明操作要求。故其光源利用率低,又由于其色温为2 000K左右,其发光颜色是黄色,就使得人的视觉感觉昏暗,也就要求以增大功耗弥补人对光的需求。

  而LED光源在针对垂直照射需求时可完全通过灯具透镜等不同形式进行配光,即灯具及光源的发光角度可保持相对一致,这就直接减少了光源的光浪费,有效提高了光的使用效率。这也就是在LED与高压钠灯做参数对比时。钠灯光通量往往高于LED光通量很多,但现场检测时地面照度相仿的原因。

  同时,LED的色温是可在2700K~7500K之间灵活选择,显色指数也可达75%以上,人的视觉会感觉更好。因此,选用LED光源除节能外还更突现了人性化的一面。更重要的是,昏暗的灯光对操作的员工视觉产生疲劳感,适当的配光将提高员工的工作安全感,减少疲劳操作和驾驶现象。

  当然,作为照明用途的LED产品进入市场时间不长,完善行业标准,规范产品规格、稳定质量、保障寿命是目前消费者最为关心的问题。为此,选购LED灯▪…□▷▷•具、特别是丁程用灯具时,一定要注重适合的亮度、光衰保障条款、电源功耗、寿命保障、IP等级等因素,码头RTG用灯还要考虑是否有防震、防盐雾措施等。

  (2)技术参◆●△▼●数比较。技术参数比较见表1,除光通量指标外,LED灯的各项指标都优于传统钠灯。

  (3)节能及经济效益比较。根据对多个码头调查的结果显示.场桥I.高压钠灯灯管的市场更换周期在24个月左右,其他消耗元件如触发器、高压钠灯的镇流器等的维护及直接换置费用平均每年每套钠灯要消耗250元左右;LED灯不存在镇流器、触发器、瓷钠灯口及灯泡更换的◇•■★▼问题,因此LED灯除节电的优势外,码头◁☆●•○△对照明部分的日常维护的人丁及材料费用也会大幅降低。如果LED灯能够在3年运行期内光衰小于10%(按10 h/d计),则码头在购置LED灯后,将会在取得节能回报的同•●时,还减少了每年传统灯具的直接固定维护费用。

  经统计计算,假设每台RTG用灯20套,使用140 △▪▲□△W□◁ LED灯替代400 W高压钠灯,3年内每台RTG可节省62 400元,其中电费节省47 400元,节能可达75.9%,维护费节省16 800元,减少CO

  排放56 829 kg。以上计算只是对3年内运行成本进行的估算。实际上LED灯的寿命会远长于3年,有效使用时间越长,则整体收益会越大。因此,在新购置RTG用灯时只要用总可用金额内的价格购买到适宜的、有长使HJ寿命和光衰保障的LED灯具,应Hj企业必定受益。同时,由于RTG用电总功耗减小,RTG的配电设施的总建造成本也会相应减小;如果是新建码头选用配置LED灯的RTG,该码头基本建设的配电建造成本也将随之减少,在码头运营时,总的装机需量费也自然减少。5 结束语

  作为目前国内外码头广泛使用的大功率高压钠灯,在过往几十年的发展和使用之中,受其发光机理之局限,其性能改变的空间已经有限,其光▪▲□◁源发光效率低,对人类环境造成污染的缺陷也日益突出。LED新一代的光源技术在克服上述问题上具有明冠的优势,为其替代现有高压钠灯提供了较为可靠的途径,其环保低碳及低运行成本也为码头未来被广泛使用提供了广阔的市场前景。港口设备使用安装,LED灯时,建议LED灯具产品的选择应该考虑适合的亮度、适合的配光、光衰保障条款、电源功▼▼▽●▽●耗低、使用寿命长、IP等级(室外)、特殊用途(防爆、防震)等凶素,这样才能保障LED使用的效果和寿命。

  面向港口码头城市:镇江、南京、马鞍山、芜湖、铜陵、池州、安庆、九江、黄冈、黄石、鄂州、武汉、岳阳、荆州、宜昌、重庆、上海、南通、连云港、青岛、日照、威海、烟台、东营、滨州、济南、天津、秦皇岛、葫芦岛、营口、大连、丹东、嘉兴、宁波、舟山、台州、温州、宁德、福州、莆田、泉州、厦门、汕头、汕尾、深圳、珠海、阳江、茂名、湛江、北海、防城港◆▼提▪•★供专业

  LED码▼▲头灯、码头照明灯具、港口照明灯具、轮机吊照△▪▲□△明灯具、桥吊照明灯具、卸船吊机照明灯具、带斗门机照明灯具、轮胎吊照明灯具、斗轮机照明灯具、龙门吊照明灯具、行车照明灯具。

  苏州威斯华光电有限公司作为专业提供LED照明产品的公司,我们产品涵盖家居照明、厂房办公照明、商业照明及户外照明4大领域,产品包括LED工矿灯、一体●化太阳能路灯、LED球场灯、LED防爆灯、LED塔吊灯和LED码头照明灯具。竭诚为客户提供专业、优质的照明产品及应用解决方案!我们有专业销售团队可为不同需求的客户提供相应解决方案。本公司秉承优质产品,诚信服务与一些设计公司、装饰公司都有建立长期稳固的战略合作关系,在全国承接了多项工厂改造,户外照明等服务受到客户及业界认可。

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