Az egyszerű mérőszámok vonzereje
A beszerzési értékelések az egyszerű mérőszámok felé irányulnak. A hőátadó kapacitás kilowattra eső költsége az egyik leggyakoribb. Ossza el a berendezés beszerzési árát a tervezési hőterheléssel. Hasonlítsa össze a kapott számokat! Válassza ki a legalacsonyabbat.
Egy 50 kW-os rozsdamentes acél hőcserélő 3500 dollárért 70 dollár/kW-ba kerül. Egy PTFE hőcserélő, amely ugyanazt az 50 kW-ot szállítja 8000 dollárért, 160 dollár/kW-ba kerül. A mérőszám szerint a rozsdamentes acél 2,3-szor{11}}költséghatékonyabb. A mérőszám rossz.
A kW-onkénti költség semmit sem mér arról, hogy a berendezés mennyi ideig adja le ezt a kilowattot, hogyan csökken a kapacitás idővel, vagy milyen további költségek merülnek fel a névleges teljesítmény fenntartása érdekében. Ez egy mozgóképre alkalmazott pillanatfelvételi mérőszám. A kémiai lebomlás biztosítja a kép mozgását.
Mennyi kW-onkénti költség figyelmen kívül hagyja
A mérőszám azt feltételezi, hogy a hőcserélő teljes élettartama alatt a névleges teljesítményt adja. Kémiailag agresszív környezetben ez a feltételezés gyorsan megbukik.
A rozsdamentes acél tekercs sósavas pácolásban 60 fokon 50 kW teljesítményt ad le új állapotban. Hat hónapos korrózió után a falritkítás csökkenti a hőátbocsátási tényezőt. A felületi lyukak lokalizált forró pontokat hoznak létre, amelyek felgyorsítják a méretezést. A tekercs most 38 kW{6}}teljesítményt ad le, ami 24%-os kapacitásveszteséget jelent. A termelés fenntartása érdekében növelik a gőznyomást, ami növeli az energiaköltséget és felgyorsítja a lebomlási sebességet. 18 hónap elteltével a tekercs lyukszivárgás miatt meghibásodik, és kicserélik.
A rozsdamentes acél opció valós költsége magában foglalja a csökkenő kapacitást, a megnövekedett energiafogyasztást, a cseretekercseket, a szerelési munkát és a gyártási leállást. Ezek egyike sem jelenik meg a 70 dollár/kW adatban.
Egy PTFE tekercs ugyanabban a szolgáltatásban újonnan 50 kW-ot ad le. Hat hónap után 50 kW teljesítményt ad le. 18 hónap után 50 kW teljesítményt ad le. Öt év után 50 kW teljesítményt ad le. A kapacitás nem romlik, mert az anyag nem korrodálódik. A 160 dollár/kW érték ugyan kezdetben magasabb, de stabil, tartós kapacitást jelent.
1. táblázat: Valódi költség-összehasonlítás, beleértve a leromlási hatásokat (50 kW-os üzem, HCl-pácolás 60 fokon)
| Költségelem | Rozsdamentes acél (70 USD/kW) | PTFE (160 USD/kW) |
|---|---|---|
| Kezdeti vásárlás | $3,500 | $8,000 |
| Átlagos teljesítmény 5 év felett (kW) | 38 (50-ről 25-re csökken) | 50 (stabil) |
| Hatásos költség tartós kW-ra vetítve | 92 USD/kW kezdetben; 140 USD/kW átlagos élettartam alatt | 160 USD/kW (stabil) |
| Csere 5 év felett | 2-3 | 0 |
| Csere vásárlási költség (5 év) | $7,000-10,500 | $0 |
| Szerelési munka (5 év) | $3,000-4,500 | $0 |
| Gyártási leállás a csere miatt | 24-36 óra | 0 óra |
| Az állásidő költsége 500 USD/óra | $12,000-18,000 | $0 |
| Energiabüntetés a leromlott teljesítmény miatt | $2,500-4,000 | $0 |
| 5 éves összköltség | $28,000-40,500 | $8,000 |
| Valódi költség kW{0}}évenként | $112-162 | $32 |
A kapacitáscsökkenési tényező
A hőcserélő kapacitásának csökkenése olyan görbét követ, amelyet a kW-onkénti költség figyelmen kívül hagy. A lebomlási sebesség a korróziós mechanizmustól függ. Az egyenletes korrózió fokozatos hanyatlást okoz. A lyukkorrózió egy látszólagos stabilitási időszak után hirtelen meghibásodást okoz. Mindkettő csökkenti az átlagos kapacitást a berendezés élettartama során.
Ha az effektív átlagos kapacitással helyettesítjük a tervezett kapacitást, a kW-onkénti költség drámaian eltolódik. A rozsdamentes acél opció átlagosan 38 kW teljesítményt ad le élettartama során, nem a tervezett 50 kW-ot. Az átlagos kW-onkénti tényleges kezdeti költség 92 dollár, ami csökkenti a különbséget a PTFE-vel. Ha 5 éven keresztül beleszámítjuk a csereköltségeket, a PTFE-opció a rozsdamentes acél alternatíva kW-onkénti költségének körülbelül egy-egy-negyedéért szállítja a hőt.
Az energiafogyasztási büntetés
A leromlott hőcserélők több energiát fogyasztanak. A csökkent hőátadás kompenzálására a gőznyomást növelik. A magasabb gőznyomás magasabb gőzhőmérsékletet jelent, ami növeli a csövek és a tartály felületének hőveszteségét. A kazán keményebben dolgozik. Az üzemanyag-fogyasztás nő.
Ez az energiabüntetés csendben halmozódik fel a közüzemi költségvetésben, leválasztva a hőcserélő vásárlási döntéséről. Ritkán jelenik meg a beszerzési összehasonlításokban, de valós működési költséget jelent, amelyet a kW-onkénti kezdeti költség teljesen figyelmen kívül hagy.
Összegzés
A kW-onkénti költség félrevezető mérőszám a hőcserélő kiválasztásához, mivel csak a kezdeti berendezésköltséget, osztva a tervezési kapacitással egyetlen időpontban rögzíti. Figyelmen kívül hagyja a korrózióból eredő kapacitásromlást, a csere gyakoriságát, a telepítési munkát, a gyártási leállást és a teljesítmény csökkenéséből eredő energiabüntetéseket.
Egy életciklus-költségelemzés, amely a romlási hatásokat is magában foglalja, feltárja, hogy a PTFE hőcserélők a magasabb kW-onkénti kezdeti költség ellenére lényegesen alacsonyabb kW{0}}év költséget biztosítanak kémiailag agresszív üzemben. A mérőszám egyszerűsége csábító, de olyan beszerzési döntéseket hoz, amelyek maximalizálják a teljes költséget, nem pedig minimalizálják azt.
A mérnöki elemzés az életciklus-költség-összehasonlításhoz meghatározott vegyi környezetekben elérhető a folyamatkémiai adatok, az üzemi hőmérséklet, a berendezések aktuális élettartamára vonatkozó adatok, a csereköltségek és az állásidő értékének benyújtásával.
