微波離子燈照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

1、微波離子燈照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)用、概況為遼寧省交通廳直屬行政性事具體承擔(dān)道路收費、道路養(yǎng)護(hù)、局機(jī)關(guān)內(nèi)設(shè)9個機(jī)構(gòu)，1個指揮遼寧省高速公路管理局于1986年經(jīng)遼寧省政府批準(zhǔn)成立, 業(yè)單位，主要負(fù)責(zé)對全省已開通高速公路實施集中統(tǒng)一管理, 路政執(zhí)法、治理超限、通信監(jiān)控及服務(wù)區(qū)運營管理等項工作。調(diào)度中心；局下轄18個直屬管理處，1個應(yīng)急處置中心，1個直屬國有企業(yè)，全省共管轄189 個收費站，45個服務(wù)區(qū)，共計2833km的高速公路，全局共有職工 12308人。遼寧省高速公路管理局在工作實踐中，遵循“以人為本，以車為本”的服務(wù)管理方向，全面落實省交通廳黨組提出的“養(yǎng)護(hù)機(jī)械化、管理信息化、服務(wù)人性化，向更高的智能

2、交通發(fā)展”的養(yǎng)護(hù)管理現(xiàn)代化要求，充分發(fā)揮事業(yè)單位全省統(tǒng)管優(yōu)勢，統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范管理行為；同時，借鑒并運用現(xiàn)代企業(yè)成功管理經(jīng)驗，提高行政管理效率，降低內(nèi)部管理成本， 取得了良好的社會效益。近年來，遼寧省高速公路管理局在工作中堅持節(jié)能優(yōu)先，鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)用能管理，通過局、處兩級的共同努力，節(jié)能降耗工作取得了實效。在注重加強(qiáng)能耗管理工作的同時， 加大了對共性、關(guān)鍵和前沿節(jié)能技術(shù)、設(shè)備的推廣應(yīng)用力度，實施了微波離子燈等多項節(jié)能 工程。2006 年12月，在盤海營高速公路大盤、海盤收費站安裝了 16盞微波離子燈作為試點； 試點取得成功后，2008年，在金州、大連、沈陽、沈陽西等 4個收費站安裝了

3、56盞微波離子燈， 替換原有高壓鈉燈；2009年，在19個服務(wù)區(qū)更新使用了 327盞微波離子燈，通過幾年的應(yīng)用 證明，微波離子燈亮度穩(wěn)定、運行可靠、光色自然、節(jié)能效果顯著，達(dá)到了高速公路照明節(jié) 能降耗的目的，同時也改善了收費站和服務(wù)區(qū)的照明條件。該局在2010年將繼續(xù)對全省190基高桿燈、68基中桿燈，總功率586.8KW的高壓鈉燈進(jìn) 行技術(shù)改造，全部更換為微波離子燈。另外，從2010年開始，遼寧省高速公路新建項目的高桿燈將全部采用微波離子燈技術(shù)，屆時，預(yù)計每年可累計節(jié)電352萬度，節(jié)約電費300多萬元。、基本原理（一）原理本項目所使用的微波離子燈屬于無極放電燈，是利用微波激發(fā)硫分子發(fā)光的無極

4、放電光源，因而也稱為微波硫燈。燈內(nèi)充入固態(tài)硫和惰性氬氣，啟動時，頻率為2450MHz的微波首先激發(fā)氬原子放電發(fā)光， 氬原子放電產(chǎn)生的熱量和微波能量引發(fā)固態(tài)硫蒸發(fā)為氣態(tài)硫，氣態(tài)硫在微波作用下放電發(fā)光， 在幾十秒內(nèi)光源由惰性氬原子發(fā)光過渡到穩(wěn)定的硫蒸氣發(fā)光，完成起輝過程。微波離子燈具一般由微波源、波導(dǎo)、諧振腔和石英球泡等幾部分組成，其中微波源一般由變頻高壓電源和磁控管構(gòu)成。（二）特點與其它傳統(tǒng)照明光源相比，微波離子燈（硫燈）具有如下特點：1 、光效高、光衰小，節(jié)能效果更明顯微波離子燈（硫燈）發(fā)光效率很高，可以達(dá)到120lm/W。在相同照明效果的前提下，消 耗電功率大幅度降低，圖1所示為微波離子燈（

5、硫燈）與其它各類電光源光效的對比結(jié)果。硫燈 白鈉燈 高汗訥燈 金崗燈 緊炭堊英光燈汞蒸也燈鹵盛紅外線反射燈鹵物燈 杯啦白熾燈圖1各類電光源光效對比圖2 、無汞污染、無紫外輻射，綠色環(huán)保效果更好微波離子燈（硫燈）是以硫和氬氣為工作介質(zhì)， 從根本上克服了液體汞和汞蒸氣對環(huán)境 的嚴(yán)重污染，避免了實際使用中可能造成的汞危害；微波離子燈（硫燈）內(nèi)部氣壓高，使得 紫外輻射在等離子體內(nèi)部被強(qiáng)烈吸收，輸出光譜中不含雜亂的紫外輻射；另外微波驅(qū)動源的頻率為2450MHz燈光沒有傳統(tǒng)光源50Hz的閃爍感，可以防止眼疲勞。3 、光譜輸出連續(xù)、顯色指數(shù)高，光舒適性更好微波離子燈（硫燈）所發(fā)出的光為分子能級躍遷所產(chǎn)生，從

6、本質(zhì)上講，屬熱輻射型光源,其顯色指數(shù)Ra可以維持在90以上的水平，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)光源；其色溫在6000K附近；發(fā)光 譜線如圖2所示，分布連續(xù)均勻，接近太陽光光譜，人的視覺感覺非常舒適，和在白天的感覺幾乎一樣。圖2不同類型照明燈的光譜圖4 、內(nèi)部無電極，使用壽命更長由于微波離子燈（硫燈）內(nèi)部不存在金屬電極和燈絲，也不需要電子發(fā)射材料，因而它 具有超長的壽命，可以達(dá)到6萬小時，是傳統(tǒng)光源的20倍，從而延長了照明光源的使用周期， 節(jié)約了相應(yīng)的維修更新費用和時間，同時也從根本上提高了照明燈具的可靠性，滿足高速公路照明工程的需求。5 、綜合效能微波離子燈與其它常用照明光源的特性對比見表1。表1各類電光源光

7、電性能比較性憩畚數(shù)吒體放電光薄新光薄黃光燈商壓謝T金南燈大功事畀LED*T*rfl 4374*16182140 W0442911260801007G8080120里色描敎Ra3910099100659020252(P2570806090809070=90栢關(guān)也溫K2500290029008000270065004000370020002300JOO you2500 心00045000006500WOOOkW0Q200030008000400(F6000300060002400垃00L16000100010000800E100002000020000T產(chǎn)重-般無不圈壘團(tuán)塁無無無功辜因數(shù)1i0.4

8、050OJ5D9044(U090*OP5起動壽定 曲48min48min48 min再起動瞬討5】Omin1020min515 minSmin從表中可以看出，在光效方面，微波離子燈光效最高，達(dá)到120lm/W，只有高壓鈉燈和它接近；在顯色指數(shù)方面，熱輻射光源的顯色指數(shù)最高，微波離子燈的顯色指數(shù)其次；在平均壽命方面，大功率白光LED和微波離子燈的指標(biāo)比較接近，都在20000小時以上。從以上指標(biāo)考慮，再綜合價格、維護(hù)成本、運行費用等因素，選用微波離子燈（硫燈）做本項目的 燈具更具優(yōu)勢。三、實施方案（一）參數(shù)核算項目實施前需結(jié)合收費員夜間工作環(huán)境、收費站場區(qū)和服務(wù)區(qū)車輛通行條件對照明的要求，選用能夠

9、有效降低照明成本的微波離子燈具，并進(jìn)行參數(shù)核算。1 、滿足服務(wù)區(qū)廣場照明亮度 1520 lx的要求下，原來每基25m高桿燈需使用18盞400W 高壓鈉燈，現(xiàn)在只需6盞900W微波離子燈。2 、滿足收費站廣場照明亮度 2030 lx的要求下，原來每基20m高桿燈需使用16盞400W 高壓鈉燈，現(xiàn)在只需4盞900W微波離子燈。3 、滿足收費車道亮度50150 lx的要求下，原來收費站雨棚照明（安裝高度8米）需使用6盞250W高壓鈉燈，現(xiàn)在只需1盞900W微波離子燈。（二）圖紙設(shè)計根據(jù)核算結(jié)果，并勘察安裝現(xiàn)場情況， 進(jìn)行方案與圖紙設(shè)計， 包括照明系統(tǒng)構(gòu)成方案設(shè) 計、燈具安裝圖設(shè)計、照明系統(tǒng)供配電方案

10、設(shè)計，以及項目預(yù)算等。（三）產(chǎn)品選擇產(chǎn)品必須持有交通行業(yè)或國家相關(guān)檢測認(rèn)證部門出具的檢測認(rèn)證合格報告，并具備較高的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，以滿足高速公路收費廣場、 收費站天棚、服務(wù)區(qū)等不同區(qū)域的 照明要求。產(chǎn)品應(yīng)具有良好的可安裝性和可維護(hù)性，盡可能減少安裝改造工程量，能夠與現(xiàn)有高桿燈燈盤和收費站雨棚牢固聯(lián)接。鑒于國內(nèi)目前900W的微波離子燈具性價比較高，以此為例，所選擇產(chǎn)品的性能指標(biāo)應(yīng)滿足以下要求：額定電壓：220V 10%額定功率：900W額定頻率：50Hz;功率因數(shù)： 0.9 ;光源效率：120lm/W;光通量維持率：80%;一般顯色指數(shù)：Ra 90 ;相關(guān)色溫：6500K 7000K;平

11、均壽命： 20000h;工作環(huán)境溫度：-30 C55 C防護(hù)等級：IP55 ;（四）施工安裝項目施工安裝過程需要注意以下事項：1 、安裝20m和25m高桿燈時，應(yīng)滿足高桿燈安裝作業(yè)施工安全要求。2 、盡量利用原有供電電纜和斷路器設(shè)備，減少供電線路改造工程量。3 、依據(jù)相關(guān)規(guī)范，做好照明系統(tǒng)的防雷、接地保護(hù)措施。（五）測試驗收項目實施安裝后，應(yīng)根據(jù)公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)第二冊機(jī)電工程（JTGF80/2） 進(jìn)行測試；測試內(nèi)容應(yīng)包括亮度、 照度、功率、接地、防雷等；測試結(jié)果不能低于設(shè)計要求。驗收材料應(yīng)滿足交通運輸部有關(guān)規(guī)定，方便后續(xù)運營維護(hù)管理。四、保障措施（一）注重能耗管理工作在工作中始終堅持節(jié)

12、能優(yōu)先，鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)用能管理。局、處兩級共同努力，為 項目提供了有利的實施條件和充足的經(jīng)費保障，并積極規(guī)劃后期推廣應(yīng)用工作。（二）關(guān)注節(jié)能設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和設(shè)備是節(jié)能減排工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，項目實施單位緊密跟蹤公路節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，密切關(guān)注新型節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用， 勇于實踐與創(chuàng)新，積極尋找節(jié)能新技術(shù)和新設(shè)備 與高速公路節(jié)能減排工作的結(jié)合點。（三）先試點后推廣項目實施過程中，堅持先試點后推廣的原則，從小規(guī)模的試驗性應(yīng)用到規(guī)?；耐茝V使用歷經(jīng)3年時間，過程中不斷積累經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上形成了較為完善的參數(shù)核算、方案設(shè)計、產(chǎn)品選擇、施工安裝和測試驗收方案，確保了項目的順利實施。五、項目成效20

13、06 年至今，該項目在2處收費站廣場高桿照明、 4處收費站收費天棚照明和 19處服務(wù) 區(qū)高桿照明實施了節(jié)能改造，使用 399盞功率900W微波離子燈替換1576盞功率400W和334盞 功率250W高壓鈉燈，使用至今產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。（一）經(jīng)濟(jì)效益1 、改造/建設(shè)費用該項目使用微波離子燈替換高壓鈉燈的費用降低約66.11萬元，詳見表2。表2 改造/建設(shè)費用比較分析表照明光源類型改造/建設(shè)費用微波離子燈材料費用計算方法扌 按照現(xiàn)有市場價格，功率900W微波離子燈每盞費用約芳00元 該項目共使用900W微波離子燈：399盞小計：項目使用微波離子燈費用約為：219.45萬元高壓鈉燈材

14、料費用計算方法： 按照現(xiàn)有市場價格”功率400W高壓鈉燈每盞費用約1600 元；功率20硏高壓鈉燈每盞費用約1000元 項目替換功率400W高壓鈉燈1576 和功率2MAV高壓鈾 燈334盞；小計:被替換高壓訥燈費用約臨：285.56萬元費用比較由于使用微波離子燈與悽用髙壓鈾燈的安裝調(diào)試費用基本相當(dāng)* 因此改造/建設(shè)費用降低約6&1L萬元2 、節(jié)約電費該項目實施后，年節(jié)約用電量155萬度，每年節(jié)約電費約120萬元，詳見表3。表3 年耗電量節(jié)約分析表實施位置高壓鈉燈徴波離子燈年使用 時間年節(jié)約耗電數(shù)量功率數(shù)量功率2處收費廣場 高桿照明64讓400W16盞900W4380h49056kWh4處收費站 收費天棚照明334盞250W56 &900W14497 8k Wh19