Az infrastrukturális határozat
Egy vegyi feldolgozó létesítmény 10 fűtött tartályt üzemeltet elektromos kvarc merülőfűtőkkel. A kvarcmelegítők 6-12 havonta meghibásodnak hősokk és mechanikai hatás miatt. Minden hiba 2500 dollárba kerül egy cserefűtőért, plusz 4 óra állásidő. A villany ára 0,10 USD/kWh. Nincs meglévő gőzinfrastruktúra – nincs kazán, nincs gőzvezeték, nincs kondenzátum visszavezetés.
A létesítmény egy földgáztüzelésű{0}}gőzkazán telepítését és mind a 10 tartály PTFE hőcserélővé való átalakítását fontolgatja. Az átalakítás tőkebefektetést igényel a kazánba, a gőzelosztó csövekbe, a kondenzvíz-visszavezető rendszerbe, a vízkezelő berendezésekbe és magukba a PTFE hőcserélőkbe. A döntés 15 éves teljes birtoklási költség-összehasonlítást ír elő annak megállapításához, hogy a gőz infrastrukturális beruházást indokolja-e az üzemeltetési költségmegtakarítás.
A tőkebefektetés elemzése
A gőzinfrastruktúra beruházási költsége tartalmaz egy, a teljes fűtési igényre méretezett tüzelőcsöves kazánt (10 tartály × 40 kW=400 kW összesen, kb. 600 kg/h gőz), a tápvízkezelő rendszert (lágyító és vegyszer adagolás), a gőzelosztó csővezetéket szigeteléssel, a kondenzvíz-visszavezető csővezetéket, a kondenzvízgyűjtőt és a lefúvató szivattyút, valamint a légfúvót. A tervezés, a telepítés és az üzembe helyezés hozzáadódik a teljes összeghez.
A PTFE hőcserélő tőkeköltsége 10 egység, egyenként 9500 dollár. A kvarcfűtő csereköltsége folyamatos-6–12 hónapos csereintervallum – és az üzemeltetési költségfolyamban szerepel.
| Tőkeköltség elem | Steam + PTFE opció | Elektromos kvarc opció |
|---|---|---|
| Gőzkazán (600 kg/h csomagolt egység) | $85,000 | $0 |
| Tápvíztisztító rendszer | $18,000 | $0 |
| Gőzelosztó csövek (szigetelt) | $32,000 | $0 |
| Kondenzvíz visszavezető rendszer | $22,000 | $0 |
| Mérnöki és szerelési | $35,000 | $0 |
| PTFE hőcserélők (10 × 9500 USD) | $95,000 | $0 |
| Elektromos kvarcmelegítők (10 × 2500 USD meglévő) | $0 | 0 $ (már telepítve) |
| Teljes tőke | $287,000 | $0 |
A 15 éves működési költségek összehasonlítása
Az energiaköltség a domináns működési költség. Az elektromos kvarcfűtés 0,10 USD/kWh áron 10 × 40 kW × 6000 óra/év=2 400 000 kWh/év teljesítményt ad 240 000 USD/év költséggel. A gőz opció földgázt használ 4,50 USD/MMBtu áron. A 82%-os hatásfokkal működő kazán körülbelül 0,019 USD/kWh ekvivalens effektív fűtési költséggel termel gőzt. Az éves energiaköltség 2 400 000 × 45 600 $ 0.019=$. Az éves energiamegtakarítás gőzzel 194 400 dollár.
A kvarc fűtőtestek cseréje évente 1,5 fűtőelemenként történik (MTBF 8 hónap). Fűtésenként 2500 USD plusz 800 USD telepítési munka és 2000 USD leállási költség, az éves csereköltség 10 × 1,5 × 5 USD,300=79 500 USD. A PTFE hőcserélőket nem kell cserélni a 15 éves időszak alatt.
| Működési költségelem (éves) | Steam + PTFE | Elektromos kvarc |
|---|---|---|
| Energia | $45,600 | $240,000 |
| Fűtés cserék | $0 | $79,500 |
| Kazán karbantartás | $8,500 | $0 |
| Vízkezelő vegyszerek | $3,200 | $0 |
| PTFE karbantartás (csak ellenőrzés) | $2,000 | $0 |
| Teljes éves működés | $59,300 | $319,500 |
A 15 év összesített eredménye
| Költségkategória | Steam + PTFE | Elektromos kvarc |
|---|---|---|
| Tőke | $287,000 | $0 |
| 15 éves működés | $889,500 | $4,792,500 |
| 15 éves összköltség | $1,176,500 | $4,792,500 |
| Steam + PTFE megtakarítás | – | $3,616,000 |
A megtérülési időszak
Az éves 260 200 dolláros működési megtakarítás körülbelül 13 hónap alatt megtéríti a 287 000 dolláros tőkebefektetést. A 2. évtől a 15. évig a megtakarítás pusztán működési költségcsökkentés. A gőz infrastrukturális beruházást, bár jelentős, egyértelműen indokolja az energia- és pótlási költségmegtakarítás.
Összegzés
A gőzinfrastruktúra telepítése és a PTFE hőcserélőkre való átállás hozzávetőlegesen 3 616 000 dollárt takarít meg 15 év alatt ahhoz képest, hogy egy 10 -tartályos létesítményben, gőz nélkül folytatnák az elektromos kvarcmelegítőket. A 287 000 dolláros tőkebefektetés 13 hónap alatt megtérül a működési megtakarításokból. A domináns megtakarítás az energiaköltség,{11}}a földgázgőz körülbelül egy-elektromos áram egyötödébe kerül leadott hőegységenként-, ezt követi a kvarcfűtőelemek megszüntetése. A Steam{15}}plus-PTFE opció az alacsonyabb összköltségű választás minden olyan létesítményben, ahol több mint 3-4 fűtött tartály található.
A gőzinfrastruktúra és a PTFE hőcserélő beruházási elemzésének mérnöki támogatása a tartályszám és a fűtési díjak, a helyi villamosenergia- és gázdíjak, a meglévő fűtőberendezés típusa és cseréjének gyakorisága, valamint a kazán beépítésére rendelkezésre álló hely benyújtásával érhető el.
