鉆井井場照明改造設計與效益分析

任桂英 尹川 王勇 靳宇 謝敬（川慶鉆探長慶鉆井總公司）

1 實驗室節能監測評價

在實驗室對白熾燈、LED燈、熒光燈、碘鎢燈這4種光源做了對比測試。測試數據見表1。

表1 測試數據匯總

由表1可知，LED燈的平均照度分別為388.2lx和281lx，而白熾燈和熒光燈的平均照度分別為35.4lx和66.6lx，平均照度分別提高了11倍和4.2倍。若按單位照度消耗功率計算，LED燈與白熾燈相比節能率在91%左右，與熒光燈相比節能率在76%左右，與碘鎢燈相比節能率在79%左右，節能效果非常明顯。

2 照明改造節能測試評價

根據對4036鉆井隊的現場勘察，將其原有的75盞傳統防爆燈更換為44盞LED防爆燈，具體布局如下：

◇將井架的28盞80W防爆日光燈更換為14盞50WLED防爆燈；

◇將鉆臺的10盞80W防爆日光燈更換為5盞50WLED防爆燈；

◇將鉆臺底部的5盞200W防爆白熾燈更換為5盞20WLED防爆燈；

◇將機房的10盞80W防爆日光燈更換為7盞60WLED防爆燈；

◇將循環罐區域的10盞80W防爆日光燈及4盞250W海洋王防爆燈更換為7盞60WLED防爆燈；

◇將井場周邊的8盞500W探照燈更換為6盞100WLED防爆燈。

鉆井隊各區域照明改造前后測試結果見表2～表6。

表2 鉆井前場區域（1100m2）照明改造前后對比測試

表3 柴油機房區域（86m2）照明改造前后對比測試

表4 循環罐區域（110m2）照明改造前后對比測試

從表2～表6可知，4036鉆井隊照明改造前后各區域照度平均提高33.17%，而耗電量卻降低83.51%，在照明效果有較大幅度提升的情況下節能效果也非常明顯。

表5 鉆臺區域（98m2）照明改造前后對比測試

表6 井口區域（35m2）照明改造前后對比測試

3 照明改造成果

照明改造前后照度、顯色性、照明功率、單位照度消耗功率，以及照明功率密度的平均值見圖1～圖5。

圖1 鉆井隊照明改造前后平均照度對比

可以看出，鉆井隊照明改造后平均照度提高38.91%，平均顯色性提高39.67%，平均照明功率降低75.9%，平均單位照度消耗功率降低88.33%，平均照明功率密度降低70.54%。

4036鉆井隊照明改造結果表明，通過將井隊原來的照明燈具（主要是熒光燈和金鹵燈，部分存在白熾燈）改造為先進的LED照明后，照度、顯色性都有較大提高，并且照明功率、單位照度消耗功率和照明功率密度（LPD）均有降低，平均節能率為80%，具有良好的節能效果。

圖2 鉆井隊照明改造前后平均顯色性對比

圖3 鉆井隊照明改造前后平均照明功率對比

圖4 改造前后平均單位照明度消耗功率對比

圖5 改造前后平均照明功率密度對比

改為LED照明后，在照度、顯色性、照明功率密度方面都可以達到或接近《建筑照明設計標準》GB50034—2004要求值，其中照明功率密度值在本標準中為強制執行內容。

4 技術經濟效益

使用LED防爆燈具對鉆井隊照明系統進行改造，每年可節約電量約3×104kWh（相當于發電機負載率在90%～25%之間時節約柴油7～8t），折費用約5.4萬元，總經濟效益約6萬元。

使用LED防爆燈具，不僅節約了人工和燈具維護費用，而且大大減少了登高作業的安全隱患，增加了作業現場的照明亮度，提高了生產的安全性。

使用LED防爆燈具以后，增加投資費用的回收期僅為1.3年。

LED燈具的使用壽命在17年左右（按每天照明12h，一年照明300天計算），在其壽命時間內可為井隊節約費用約102萬元。

若再考慮運輸費用減少、線路損耗降低等因素，以及今后逐步推廣到辦公及公共場所照明等方面，其經濟效益十分可觀。

5 推廣應用前景分析

鉆井隊照明改造后按平均節電率80%計算，則每個鉆井隊每年可節約電量約5×104kWh（相當于發電機負載率在90%～25%之間時節約柴油12～16 t）。對于川慶鉆探而言，若將252個鉆井隊進行照明改造，則每年可節約照明用電1200×104kWh（可節約柴油3020～4030t，折燃料費用2235～2982萬元），若再考慮運輸費用減少、線路損耗降低、維修成本下降等因素，其經濟效益十分可觀。

對環保效益預測而言，改造后按每年節約柴油3020～4030t計算，預計每年可減少二氧化碳排放9573～12775t或氮氧化物排放211～282t，具有良好的環保效益。

6 認識與建議

新的照明系統投入使用后運行正常，使用效果和運行狀況良好，井隊職工普遍反映光線柔和不刺眼，沒有眩光，可防止蚊蟲聚集，抗震能力強，不易損壞，光源顯色性更好等，為鉆井隊夜間生產提供了更加良好的工作環境，同時，項目具有較好的經濟效益和社會效益，達到了預期目的。

目前鉆井隊的照明系統存在因地區不同、井隊不同而配置差別很大的現象，建議為此制修定專門針對井場照明的行業標準。在《建筑照明設計標準》GB50034—2004中5.3工業建筑——表5.3.1工業建筑一般照明標準值——15化學、石油工業類場所中規定照度為30～100lx，顯色指數為20～60，這個規定值對鉆井前場適合，對鉆臺、井口安全重點區域照明就不適合。在該標準6.1.7條中規定強制執行的工業建筑照明功率密度值，目前大多數井隊照明都達不到此要求。在現行行業標準《鉆井井場、設備、作業安全》SY5974—2007中8.5條“井場照明”，對照明電源、照明電壓、照明線路作有相關規定，但對照明參數未作具體要求。在《石油化工企業照度設計標準》SH/T3027—2003中對石油化工企業各工作場所的照度值有明確規定。

因此，針對鉆井井場區域的特殊性和重要性，建議制修定井場照明的行業標準，明確規定井場各區域照度值、顯色指數、眩光值、照明功率密度值等，解決目前鉆井井場照明不科學、不規范現象。