Nouseva Steam Bill
Päällystyslaitoksen maakaasulasku höyryntuotannosta nousee 18 % kolmen vuoden aikana, kun taas tuotantomäärä pysyy ennallaan. Kattilan hyötysuhde on varmistettu. Höyryloukut toimivat. Höyrynjakoputkisto on eristetty. Lisääntynyt kulutus johtuu prosessisäiliöiden lämmönvaihtimista-erityisesti lämmönsiirtotehokkuuden asteittaisesta menetyksestä, kun metallikäämit likaantuvat ja syöpyvät.
Puhdas ruostumattomasta teräksestä valmistettu patteri asennuksen yhteydessä siirtää lämpöä, jonka U-kokonaisarvo on noin 800 W/m²·K. 12 kuukauden käytön jälkeen U--arvo on laskenut arvoon 450 W/m²·K. 24 kuukauden kuluttua 320 W/m²·K. 36 kuukauden jälkeen patteri on tuskin ylläpitänyt kylvyn lämpötilaa täydellä höyryvirtauksella, ja se on määrä vaihtaa.
Samaan aikaan asennettu PTFE-käämi alkaa pienemmällä U-arvolla-noin 280 W/m²·K-, mutta säilyttää sen. 36 kuukauden jälkeen U--arvo on edelleen 260-270 W/m²·K. Näiden kahden suorituskäyrän energiakustannusradat eroavat toisistaan merkittävästi.
Tehokkuushäviömekanismi
Metalliset kelat menettävät lämmönsiirtotehokkuuden kahdella mekanismilla. Ulkoiset likaantumiskerrostumat hilseilevät -kalsiumsulfaattia, metallihydroksidia, orgaanisia jäämiä-, jotka lisäävät lämmönkestävyyttä sarjassa putken seinämän kanssa. 0,5 mm paksu hilsekerros voi alentaa U--arvoa 30-50 % riippuen sen lämmönjohtavuudesta.
Sisäpinnan korroosio karhentaa höyry{0}}sivuputken seinämää. Lisääntynyt karheus lisää turbulenssia, mikä parantaa hieman sisäistä lämmönsiirtokerrointa, mutta korroosiotuotteet muodostavat eristävän kerroksen, joka enemmän kuin kompensoi tätä vahvistusta. Nettovaikutus on progressiivinen hajoaminen.
Laite kompensoi lisäämällä höyrynpainetta. Korkeampi höyrynpaine nostaa kyllästyslämpötilaa, mikä lisää logaritmista keskilämpötilaeroa, joka ohjaa lämmönsiirtoa. Korkeampi LMTD korvaa osittain U--arvon laskun. Mutta korkeampi höyryn lämpötila lisää lämpöhäviöitä säiliöstä ja putkistosta, ja kattila toimii alhaisemmalla hyötysuhteella korkeammissa lähtölämpötiloissa. Energiarangaistusyhdisteet.
Taulukko 1: 36 kuukauden energiakustannusten vertailu (50 kW suunnittelukäyttö, 6 000 käyttötuntia/vuosi)
| Aikajakso | Ruostumattoman teräksen U{0}}-arvo (W/m²·K) | PTFE U{0}}-arvo (W/m²·K) | SS-höyrynkulutus (kg/h) | PTFE:n höyrynkulutus (kg/h) | Kumulatiivinen energiakustannussakko (SS vs. PTFE) |
|---|---|---|---|---|---|
| Kuukausi 1 (siivous) | 800 | 280 | 78 | 82 | -180 $ (SS-etu) |
| Kuukausi 6 | 500 | 275 | 83 | 82 | +$60 |
| Kuukausi 12 | 400 | 270 | 86 | 83 | +$480 |
| Kuukausi 18 | 350 | 268 | 88 | 83 | +$960 |
| Kuukausi 24 | 310 | 265 | 90 | 84 | +$1,620 |
| Kuukausi 30 | 290 | 262 | 91 | 84 | +$2,340 |
| Kuukausi 36 (ennen-korvaus) | 260 | 260 | 93 | 85 | +$3,180 |
| 3 vuoden kokonaisenergiakustannukset | – | – | – | – | +$9,440 |
Höyryn hinta on laskettu 30 dollaria/tonni (1 000 kg). Kumulatiivinen sakko on ruostumattomasta teräksestä valmistetun kelan ylimääräiset höyrykustannukset, jotka johtuvat tehokkuuden heikkenemisestä verrattuna vakaaseen PTFE:n suorituskykyyn.
PTFE:n etu: vakaus huipun yli
PTFE-kela toimii vaatimattomalla energiakustannuksilla ensimmäisten kuukausien aikana, kun ruostumaton teräskela on puhdas. Tämä alkuperäinen ero on noin 180 dollaria - mitätön määrä. Kun ruostumaton kela likaantuu, rako kääntyy. Kuukauteen 9 mennessä kumulatiivinen energiakustannus on sama. Tästä eteenpäin PTFE-kela tuottaa alhaisemmat energiakustannukset joka kuukausi.
Koko 36 -kuukauden aikana vakaa PTFE-kela välttää noin 9 440 dollarin lisähöyryn kustannukset, jotka aiheutuvat hajoavasta ruostumattomasta teräksestä. Pelkästään tämä energiansäästö korvaa PTFE-käämin korkeamman alkuperäisen ostohinnan ottamatta huomioon vältettyjä kalkinpoistokustannuksia, vältettyjä puhdistuksen seisokkeja tai vältettyä vaihtoa 36 kuukauden kohdalla.
Kalkinpoistoenergian rangaistus
Jos ruostumattomasta teräksestä valmistettu kela poistetaan kalkinpoistosta 12-kuukauden välein, sen U-arvo palautuu osittain. Mutta kalkinpoisto ei koskaan palauta alkuperäistä suorituskykyä - jokainen puhdistus poistaa epäjaloa metallia kalkin mukana, ja karhentunut pinta likaantuu nopeammin jokaisen puhdistuksen jälkeen. PTFE:n energiakustannusetu pienenee, mutta ei poistu, kun kalkinpoistoa harjoitetaan.
Lisäksi itse kalkinpoisto kuluttaa energiaa. Puhdistuskemikaalit on lämmitettävä. Säiliö on lämmitettävä uudelleen kalkinpoiston jälkeen. Nämä energiakustannukset ovat osa metallikäämin kokonaisomistuskustannuksia, mutta niitä seurataan harvoin energiakuluina.
Yhteenveto
Vakaa PTFE-lämmönvaihtimen suorituskyky välttää metallikäämien likaantumisen aiheuttamat progressiiviset energiakustannukset. 36 -kuukauden aikana vakaan PTFE:n toiminnan kumulatiiviset höyrykustannussäästöt ylittävät 9 400 dollaria yhdelle 50 kW:n lämmönvaihtimelle, mikä riittää kattamaan PTFE:n ostohinnan pelkällä energiansäästöllä.
Energiakustannusetu säilyy PTFE-vaihtimen täyden 10+ vuoden käyttöiän ajan, kun taas metallikäämi toistaa 36- kuukauden hajoamisjakson jokaisen vaihdon yhteydessä. PTFE:n vakaa hyötysuhde tarjoaa pysyvän energiakustannusedun alkuperäisen kannattavuusjakson jälkeen.
Tekninen analyysi energiakustannusten vertailua varten tietyissä käyttöolosuhteissa on saatavilla, kun toimitetaan nykyinen lämmönvaihtimen tyyppi ja ikä, höyrykustannukset, likaantumisnopeustiedot sekä kalkinpoiston tiheys ja tehokkuus.
