Paksu{0}}seinämäisen (3 mm) ja ohutseinämäisen (1 mm) PFA-lämmittimen valitseminen hiomahappohuoltoa varten edellyttää elinkaarikustannusten (LCC)-analyysiä suunnitellun käyttöiän (10 vuoden) ajalta. Ohutseinäisellä -lämmittimellä on alhaisemmat alkukustannukset ja parempi lämmönsiirto (pienempi lämpötilan pudotus seinän poikki), mutta lyhyempi käyttöikä eroosion ja läpäisyn vuoksi. Paksuseinämäinen -lämmitin maksaa aluksi enemmän ja sillä on huonompi lämmönsiirto (vaatii suuremman koon tai suuremman wattitiheyden), mutta kestää kauemmin. Tyypillisessä hiomahappokäytössä (20 % HCl ja 1 % piidioksidihiekkaa, 90 astetta, 2 m/s virtaus) 1 mm:n PFA-lämmitin kestää 0,5–1 vuoden; 3 mm:n lämmitin kestää 4–6 vuotta. 10 vuoden aikana ohutseinämäinen -lämmitin vaatii 10–20 vaihtoa, kun taas paksuseinämäinen 2–3 vaihtoa. Jopa korkeammilla alkukustannuksilla ja suuremmalla koosta, paksuseinäisellä lämmittimellä on 40–60 % pienempi kokonais-LCC. Alla oleva LCC-vertailumenetelmä ilmaisee-kaupan.
Elinkaarikustannusmalli-
LCC yhteensä=Alkukustannus + Vaihtokustannus + Energiakustannukset + Seisontakustannus + Hävityskustannukset.
6 kW:n lämmittimelle (tyypillinen 2 000 litran säiliölle):
| Parametri | Ohut{0}}seinämäinen (1 mm) | Paksu{0}}seinämäinen (3 mm) | Huomautuksia |
|---|---|---|---|
| Lämmittimen hinta | $400 | $1,200 | Paksu{0}}seinämä maksaa 3 kertaa enemmän |
| Asennuskustannukset (kpl) | $150 | $150 | Työvoima, varusteet |
| Odotettu käyttöikä (vuosia) | 0.75 | 5 | Perustuu eroosionopeuteen 0,8 mm/vuosi (piidioksidihiekka) |
| Vaihdot yli 10 vuotta | 13 | 2 | 10/0.75 = 13.3; 10/5 = 2 |
| Lämmitin yhteensä + asennuskustannukset | 400+13×(400+13×(400+150)=150)=400 + 7,150=7,150=7,550 | 1,200+2×(1,200+2×(1,200+150)=150)=1,200 + 2,700=2,700=3,900 | Paksu{0}}seinämä säästää 3 650 dollaria |
| Energiatehokkuus | 95% | 85% | Paksumpi seinä=enemmän lämpöhäviötä |
| Vuotuiset energiakustannukset (0,10 $/kWh, 8 000 h/v, 6 kW) | 6 kW × 8 000 × 0,10 × (1/0,95)=0.10 × (1/0,95)=5, 053 | 6 kW × 8 000 × 0,10 × (1/0,85)=0.10 × (1/0,85)=5, 647 | Paksu{0}}seinämä maksaa 594 dollaria enemmän vuodessa |
| Energiakustannukset yli 10 vuotta | $50,530 | $56,470 | Ohut{0}}seinämä säästää 5 940 dollaria |
| Seisokkikustannukset vaihtoa kohti (8 tuntia @ 500 dollaria/tunti) | 4000 dollaria per tapahtuma | 4000 dollaria per tapahtuma | Menetetty tuotanto |
| Kokonaisseisokkikustannukset yli 10 vuodessa | 13 × 4,000=4,000=52,000 | 2 × 4,000=4,000=8,000 | Paksu{0}}seinämä säästää 44 000 dollaria |
| Hävityskulut (kpl) | $50 | $50 | Pieni |
| Kokonaiselin{0}}kustannukset (10 vuotta) | 7,550+7,550+50,530 + 52,000=52,000=110,080 | 3,900+3,900+56,470 + 8,000=8,000=68,370 | Paksu{0}}seinämä säästää 41 710 dollaria (38 %) |
Herkkyysanalyysi
LCC-vertailu on herkkä olettamuksille. Muuta jokaista parametria:
| Muuttuva | Ohut{0}}seinämä etu | Paksu{0}}seinämäinen etu | Tasainen{0}}piste |
|---|---|---|---|
| Lämmittimen käyttöikäsuhde (paksu/ohut) | – | Paksu voittaa, jos käyttöikäsuhde > 2,5× | 3× elämällä paksu voittaa |
| Energian hinta ($/kWh) | Thin wins if energy >0,30 dollaria/kWh | Paksu voittaa, jos energiaa<$0.15/kWh | 0,20 dollarilla/kWh paksu voittaa silti |
| Katkosaikakustannukset ($/tunti) | – | Thick wins if downtime >100 dollaria/tunti | 50 dollaria/tunti ohut voi olla kilpailukykyinen |
| Hankauskyky (eroosionopeus) | – | Paksu voittaa enemmän hankaavuuden kasvaessa | Pienellä hankauksella (1 mm viimeisen 5 vuoden aikana) ohut voi voittaa |
| Korko (alennus) | – | Paksut voitot (lykätyt kustannukset) | Alennus suosii paksua (tulevaisuuden säästöjä) |
Kun ohut{0}}Walled voittaa
Ohutseinäisillä-(1 mm) lämmittimillä voi olla alhaisempi LCC, kun:
Alhainen hankaus(puhdas happo, ei hiukkasia): Käyttöikä 1 mm=3–5 vuotta, paksuus=8–10 vuotta. Elinikä on pienempi, ja ohuen energiansäästöllä on enemmän merkitystä.
Erittäin korkeat energiakustannukset (>0,30 dollaria/kWh): Paksun seinän 10 % tehokkuusrangaistus laskee yhteen.
Pienet seisokkien kustannukset (<$100/hr): If production loss is cheap, frequent replacements are less painful.
Lyhyt projektin elinikä (<3 years): Thick's higher initial cost may not be recovered.
Tilan rajoitukset: Paksu seinä vaatii suuremman lämmittimen (sama teho tarvitsee enemmän tilaa), joka ei välttämättä sovi.
Yksinkertaistettu LCC-kaava nopeaa vertailua varten
Käytä nopeaa arviota varten:
N=vaihtojen määrä 10 vuoden aikana=10 / L_thin - 10 / L_paksu (jossa L vuosina)
Jos (kustannuspaksuus - kustannusohut) × (N + 1) × (1 + seisokkikerroin) + (energiapaksuus - energiaohut) × 10 < 0, niin paksu on halvempi.
Yllä oleva esimerkki: L_thin=0.75, L_thick=5, N=13.3 - 2=11.3. Kustannusero=800.Downtimeperreplacement=800.Downtimeperreplacement=4,000. Energian ero vuodessa=594.Paksunsäästö: 594. Paksuussäästö: 800 × 12,3? Odota, kaava vaatii tarkennusta. Käytä täydellistä LCC-taulukkoa tarkkuuden vuoksi.
Käytännön suositus hiomahappojen huollosta
For abrasive acid service with particle hardness >5 Mohs (piidioksidi, alumiinioksidi), eroosion käyttöikä on hallitseva tekijä. Jopa korkeammilla alkukustannuksilla ja suuremmilla energiakustannuksilla, paksu-seinämäisen (3 mm) PFA-lämmittimen 10-vuoden käyttöiän-kulutus on 30–50 % alhaisempi kuin ohutseinäisellä (1 mm) lämmittimellä, mikä johtuu pääasiassa lyhennetyistä vaihtokatkoksista. LCC-etu kasvaa:
Higher downtime cost (>200 dollaria/tunti)
Longer project life (>5 vuotta)
Korkeampi hankauskyky (lyhyempi ohuen{0}}seinän käyttöikä)
Määritä 3 mm:n seinä kaikille hiomahappopalveluille, joissa säiliö toimii > 4 000 tuntia/vuosi. Vähäisen-hankauksen tai ajoittaisen käytön kannalta 2 mm:n seinä voi olla optimaalinen. Suorita oma LCC yllä olevan taulukon avulla ja korvaa erityiskulut. Ylimääräinen 800 etuosan 3 mm:n lämmittimelle säästää 800 etuosan 3 mm:n lämmittimelle,000+ 10 vuoden aikana. Se ei ole kauppa- se on investointi.
