Yksinkertaisten mittareiden vetovoima
Hankintojen arvioinnissa painotetaan yksinkertaisia mittareita. Lämmönsiirtokapasiteetin kilowattihinta on yksi yleisimmistä. Jaa laitteen hankintahinta suunnittelulämpöverolla. Vertaa saatuja lukuja. Valitse alhaisin.
Ruostumattomasta teräksestä valmistettu lämmönvaihdin, joka tuottaa 50 kW 3500 dollarilla, maksaa 70 dollaria/kW. PTFE-lämmönvaihdin, joka tuottaa saman 50 kW:n 8 000 dollarilla, maksaa 160 dollaria/kW. Mittarin mukaan ruostumaton teräs on 2,3 kertaa kustannustehokkaampi. Mittari on väärä.
Hinta per kW ei mittaa mitään siitä, kuinka kauan laite tuottaa kyseisen kilowatin, kuinka kapasiteetti heikkenee ajan myötä tai mitä lisäkustannuksia nimellistehon ylläpitämisestä aiheutuu. Se on tilannekuvan metriikka, jota sovelletaan liikkuvaan kuvaan. Kemiallinen hajoaminen varmistaa kuvan liikkumisen.
Mitä kustannuksia kilowattia kohden ei huomioida
Mittari olettaa, että lämmönvaihdin tuottaa nimelliskapasiteetin koko käyttöikänsä. Kemiallisesti aggressiivisissa ympäristöissä tämä oletus epäonnistuu nopeasti.
Ruostumattomasta teräksestä valmistettu käämi suolahappopeittauksessa 60 asteessa tuottaa uutena 50 kW. Kuuden kuukauden korroosion jälkeen seinien oheneminen vähentää lämmönsiirtokerrointa. Pinnan pistekuormitus luo paikallisia kuumia kohtia, jotka nopeuttavat skaalausta. Käämi tuottaa nyt 38 kW-24 % kapasiteettihäviön. Tuotannon ylläpitämiseksi nostetaan höyryn painetta, mikä nostaa energiakustannuksia ja nopeuttaa hajoamisnopeutta. 18 kuukauden kuluttua käämi epäonnistuu neulanreiän vuotamisen vuoksi ja se vaihdetaan.
Ruostumattoman teräsvaihtoehdon todellisiin kustannuksiin sisältyy kapasiteetin väheneminen, lisääntynyt energiankulutus, vaihtokelat, asennustyö ja tuotantoseisokit. Mikään näistä ei näy 70 dollaria/kW -luvussa.
Samassa palvelussa oleva PTFE-käämi tuottaa uutena 50 kW. Kuuden kuukauden kuluttua se tuottaa 50 kW. 18 kuukauden kuluttua se tuottaa 50 kW. Viiden vuoden kuluttua se tuottaa 50 kW. Kapasiteetti ei heikkene, koska materiaali ei syöpy. Vaikka 160 dollaria/kW oli alun perin korkeampi, se edustaa vakaata ja jatkuvaa kapasiteettia.
Taulukko 1: Todellisten kustannusten vertailu, mukaan lukien hajoamisvaikutukset (50 kW:n käyttö, HCl-peittaus 60 asteessa)
| Kustannuselementti | Ruostumaton teräs (70 dollaria/kW) | PTFE (160 $/kW) |
|---|---|---|
| Ensimmäinen osto | $3,500 | $8,000 |
| Keskimääräinen kapasiteetti yli 5 vuotta (kW) | 38 (laskee 50:stä 25:een) | 50 (vakaa) |
| Tehokas kustannukset jatkuvaa kW:a kohti | 92 dollaria/kW alussa; 140 dollaria/kW keskimäärin käyttöiän aikana | 160 $/kW (vakaa) |
| Vaihto yli 5 vuotta | 2-3 | 0 |
| Vaihtohinta (5 vuotta) | $7,000-10,500 | $0 |
| Asennustyö (5v) | $3,000-4,500 | $0 |
| Tuotannon seisokki vaihtoa varten | 24-36 tuntia | 0 tuntia |
| Seisontakustannukset 500 dollaria/tunti | $12,000-18,000 | $0 |
| Energiarangaistus heikentyneestä suorituskyvystä | $2,500-4,000 | $0 |
| 5 vuoden kokonaiskustannukset | $28,000-40,500 | $8,000 |
| Todellinen hinta per kW{0}}vuosi | $112-162 | $32 |
Kapasiteetin heikkenemistekijä
Lämmönvaihtimen kapasiteetin heikkeneminen seuraa käyrää, jota ei oteta huomioon kW:n kustannuksissa. Hajoamisnopeus riippuu korroosiomekanismista. Tasainen korroosio aiheuttaa asteittaista laskua. Pistekorroosio aiheuttaa äkillisen vian näennäisen stabiilisuuden jakson jälkeen. Molemmat vähentävät keskimääräistä kapasiteettia laitteen käyttöiän aikana.
Kun tehollinen keskimääräinen kapasiteetti korvataan suunnittelukapasiteetilla, hinta per kW muuttuu dramaattisesti. Ruostumattomasta teräksestä valmistetun vaihtoehdon keskimääräinen teho on 38 kW käyttöikänsä aikana, ei suunnittelu 50 kW. Tehokas alkukustannus keskimääräistä kW:a kohti on 92 dollaria, mikä sulkee eron PTFE:llä. Kun vaihtokustannukset sisällytetään viiden vuoden ajalle, PTFE-vaihtoehto tuottaa lämpöä noin -kolmannes--neljänneshinnalla ruostumattoman teräksen vaihtoehdon kilowatti-vuoden hinnasta.
Energiankulutusrangaistus
Heikentyneet lämmönvaihtimet kuluttavat enemmän energiaa. Vähentyneen lämmönsiirron kompensoimiseksi höyrynpainetta nostetaan. Korkeampi höyrynpaine tarkoittaa korkeampaa höyryn lämpötilaa, mikä lisää lämpöhäviöitä putkistosta ja säiliön pinnasta. Kattila toimii kovemmin. Polttoaineen kulutus kasvaa.
Tämä energiasakko kerääntyy äänettömästi sähkötalousarvioon, erotettuna lämmönvaihtimen ostopäätöksestä. Se esiintyy harvoin hankintavertailuissa, mutta edustaa todellisia käyttökustannuksia, jotka alkuperäiset kilowattimetrin kustannukset jäävät kokonaan huomiotta.
Yhteenveto
Hinta per kW on harhaanjohtava mittari lämmönvaihtimen valinnassa, koska se kattaa vain laitteen alkuperäiset kustannukset jaettuna suunnittelukapasiteetilla yksittäisenä ajankohtana. Se jättää huomioimatta korroosiosta johtuvan kapasiteetin heikkenemisen, vaihtotiheyden, asennustyön, tuotantoseisokkien ja suorituskyvyn heikkenemisen aiheuttamat energiamaksut.
Elinkaarikustannusanalyysi, joka sisältää heikkenemisvaikutukset, paljastaa, että PTFE-lämmönvaihtimet tarjoavat korkeammista lähtökustannuksista huolimatta huomattavasti alhaisemmat kustannukset kilowattia kohden{0}} vuodessa kemiallisesti aggressiivisessa käytössä. Mittarin yksinkertaisuus on viettelevä, mutta se tuottaa hankintapäätöksiä, jotka maksimoivat kokonaiskustannukset sen minimoimisen sijaan.
Tekninen analyysi elinkaarikustannusten vertailua varten tietyissä kemiallisissa ympäristöissä on saatavilla prosessikemian, käyttölämpötilan, nykyisen laitteiden käyttöiän, vaihtokustannusten ja seisokkien arvon lähettämisen jälkeen.
