宁波舟山港穿山港区设备照明灯具节能改造

徐旭丽　刘剑飞　陆波　俞浩焕

宁波舟山港穿山港区（以下简称“穿山港区”）码头岸线长3 410 m，前沿水深17 m以上，陆域面积359万m2，堆场（0～11号）面积183.7万m2，拥有3万多个平面重箱箱位和2万多个平面空箱箱位，配备49台桥吊、151台龙门吊、38台堆高机和近450台流动机械。根据统计，穿山港区每年动力照明成本占整个工程变动成本的比重较大。卤素灯、金卤灯和高压钠灯是工程照明灯具的首选。卤素灯是继白炽灯之后的第二代照明光源，其发光强度远高于白炽灯，而能耗约为白炽灯的1/3。第三代照明光源为金卤灯、高压钠灯：金卤灯性能稳定，显色性好，缺点是使用寿命较高压钠灯短，并且价格偏贵，启动困难;高压钠灯的优点是发光效率比金卤灯高且透雾性强，缺点是显色性差。随着科技的进步，第四代照明光源发光二极管（light-emitting diode，LED）诞生，发光效率从最初的5 lm/W发展到100 lm/W，具有体积小、耗电量低、使用寿命长、无辐射、亮度高、热量低、环保性好、坚固耐用等优点，在工程照明中得到广泛应用。

1 穿山港区设备照明灯具概况

穿山港区全天候不间断作业模式下的桥吊、龙门吊等设备安装400 W和1 000 W高压钠灯，堆高机设备安装70 W卤素灯。由表1可知：穿山港区设备照明灯具以高压钠灯为主，高压钠灯的数量较多且功率较大;设备照明灯具总数量达4 741盏，总功率为2 619.28 kW。按1年365 d、平均每天照明时长10 h、灯具完好率90%、设备有效利用率70%来计算，穿山港区设备年照明耗电量为602.3万kW穐;按工业用电计费标准0.8元/（kW穐）计算，设备年综合照明耗电成本为481.84万元。

2 穿山港区设备照明灯具节能改造

2.1 可行性分析

为了节能降耗，穿山港区实施设备照明灯具节能改造，将传统灯具改为LED灯。为此，穿山港区开展理论研究，分析实施改造的可行性。由表2可知：高压钠灯的综合发光效率为/W，LED灯的综合发光效率为91.8 lm/W， LED灯的综合发光效率是高压钠灯的1.79倍。当港区温度低于85℃时，LED灯无光衰减，具有平均使用寿命长且质保期长等优点。根据可行性分析，确定可以将高压钠灯改为LED灯。

2.2 实施改造

2004―2008年，穿山港区桥吊和龙门吊设备安装的灯具为通用电气生产的高压钠灯。由于码头空气中盐碱含量高，部分灯具在使用2～3年后就需要更换，使用成本高昂：通用电气成套灯具价格为元左右（2006年）;灯泡、触发器、电容器、整流器、支架等更换率为80%左右，分开购买成本为元左右。2008―2014年，穿山港区考虑到灯具更换频率较高且采购成本高昂，改用飞利浦高压钠灯。飞利浦高压钠灯采购成本相对较低，但其使用寿命比通用电气高压钠灯短。2015年以后，穿山港区工程技术部将发光效率、显色指数、使用寿命等性能指标优于高压钠灯的日甚LED灯试用于部分桥吊和龙门吊。经过1年多的试用，LED灯获得设备操作司机和维修人员的普遍认可;因此，穿山港区逐步将高压钠灯和卤素灯更换为LED灯。

穿山港区设备照明灯具改造前后功率比较见表3。设备上的高压钠灯改为LED灯后，设备使用功率大幅降低：桥吊大梁和小车上1 000 W高压钠灯改为400 W LED灯后，使用功率为原来的40.0%;龙门吊上400 W高压钠灯改为150 W LED灯后，使用功率为原来的37.5%;远东片区龙门吊大梁和大车上高压钠灯改为100 W LED灯后，使用功率为原来的25.0%;堆高机上70 W卤素灯改为30 W LED灯后，使用功率为原来的42.8%。

3 穿山港区设备照明灯具节能改造成效

3.1 灯具使用寿命延长

穿山港区使用的通用电气钠灯、欧司朗钠灯、卤素灯等灯具的质保期为1年，而日甚LED灯的质保期为3年。港区设备上高压钠灯和卤素灯灯泡的使用寿命为1年左右，即4 000 h左右;相比之下，LED灯自2015年安装试用以来，基本处于完好状态，部分灯具使用时间已超6年，达到24 000 h以上，灯具使用寿命明显延长。

3.2 采购成本降低

整套1 000 W通用电气高压钠灯的采购成本为元左右;整套400 W LED灯的采购成本也是元左右，但由于LED灯的使用寿命和质保期长，按质保期3年计算，LED灯的采购成本是通用电气高压钠灯采购成本的1/3。同样，将400 W高压钠灯改为150 W或100 W LED灯并将70 W鹵素灯改为45 W或30 W LED灯后，灯具采购成本也相应降低。

3.3 维修成本降低

桥吊和龙门吊设备上的高压钠灯由灯泡、灯罩、整流器、触发器、电控设备、支架等组成，每个部件的使用寿命不一且更换时间不同，维修成本较高。2014年穿山港区港吉片区54台龙门吊上高压钠灯（总计1 026盏）及其部件维修更换率为38%，维修更换人工费用高达128 700元（见表4）。2015年港吉片区实施LED灯改造后，至今未产生更换维修费用，维修成本大大降低。

3.4 生产照明成本降低

穿山港区设备照明灯具实施LED灯改造后，桥吊、龙门吊、堆高机设备照明功率为1 016.47 kW（见表5），是改造前的38.8%，可节约电能1 602.81 kW穐。按1年365 d、平均每天照明10 h、灯具完好率90%、设备有效利用率70%、电费标准0.8元/（kW穐）来计算，穿山港区设备照明灯具改为LED灯后，每年可节约照明成本294.85万元，节能成效显著。

4 结束语

LED灯具有发光效率高、安全性高、使用寿命长、启动时间短、运行成本低、显色性好、节能环保等优点，已越来越多地应用于工业生产和城市照明。目前，穿山港区设备照明灯具已全部改为LED灯，港区道路照明灯具也部分改为LED灯;堆场和泊位高杆灯要求灯具色温在2 700～3 000 K且泛光范围大，目前还未试用LED灯。未来，随着LED技术的成熟，LED灯在港站码头的应用范围将更加广阔，从而彰显其非凡的节能效果。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2021-03-29）