Tarikan Metrik Mudah
Penilaian perolehan cenderung kepada metrik mudah. Kos per kilowatt kapasiti pemindahan haba adalah antara yang paling biasa. Bahagikan harga pembelian peralatan dengan duti haba reka bentuk. Bandingkan nombor yang terhasil. Pilih yang paling rendah.
Penukar haba keluli tahan karat yang menghantar 50 kW untuk $3,500 berharga $70/kW. Penukar haba PTFE yang memberikan 50 kW yang sama untuk $8,000 berharga $160/kW. Metrik mengatakan keluli tahan karat adalah 2.3 kali ganda lebih kos-berkesan. Metriknya salah.
Kos per kW tidak mengukur apa-apa tentang berapa lama peralatan menyampaikan kilowatt itu, cara kapasiti merosot dari semasa ke semasa, atau apakah kos tambahan yang ditanggung untuk mengekalkan output yang dinilai. Ia ialah metrik syot kilat yang digunakan pada gambar bergerak. Degradasi kimia memastikan gambar bergerak.
Berapa Kos Per kW Diabaikan
Metrik menganggap penukar haba menyampaikan kapasiti terkadar sepanjang hayat perkhidmatannya. Dalam persekitaran yang agresif secara kimia, andaian ini gagal dengan cepat.
Gegelung keluli tahan karat dalam penjerukan asid hidroklorik pada 60 darjah menyampaikan 50 kW apabila baru. Selepas enam bulan kakisan, penipisan dinding mengurangkan pekali pemindahan haba. Pitting permukaan mewujudkan titik panas setempat yang mempercepatkan penskalaan. Gegelung kini memberikan 38 kW-kehilangan kapasiti sebanyak 24%. Untuk mengekalkan pengeluaran, tekanan stim ditingkatkan, meningkatkan kos tenaga dan mempercepatkan kadar degradasi. Selepas 18 bulan, gegelung gagal melalui kebocoran lubang jarum dan diganti.
Kos sebenar pilihan keluli tahan karat termasuk kapasiti menurun, penggunaan tenaga yang meningkat, gegelung gantian, buruh pemasangan dan masa henti pengeluaran. Tiada satu pun daripada ini muncul dalam angka $70/kW.
Gegelung PTFE dalam perkhidmatan yang sama memberikan 50 kW apabila baru. Selepas enam bulan, ia menyampaikan 50 kW. Selepas 18 bulan, ia menyampaikan 50 kW. Selepas lima tahun, ia menyampaikan 50 kW. Kapasiti tidak merosot kerana bahan tidak menghakis. Angka $160/kW, walaupun lebih tinggi pada mulanya, mewakili kapasiti yang stabil dan mampan.
Jadual 1: Perbandingan Kos Benar Termasuk Kesan Degradasi (Kewajipan 50 kW, Penjerukan HCl pada 60 darjah )
| Elemen Kos | Keluli Tahan Karat ($70/kW) | PTFE ($160/kW) |
|---|---|---|
| Pembelian awal | $3,500 | $8,000 |
| Purata kapasiti melebihi 5 tahun (kW) | 38 (merendahkan dari 50 hingga 25) | 50 (stabil) |
| Kos berkesan setiap kW berkekalan | $92/kW pada permulaan; Purata $140/kW sepanjang hayat | $160/kW (stabil) |
| Penggantian lebih 5 tahun | 2-3 | 0 |
| Kos pembelian gantian (5 tahun) | $7,000-10,500 | $0 |
| Buruh pemasangan (5 tahun) | $3,000-4,500 | $0 |
| Masa henti pengeluaran untuk penggantian | 24-36 jam | 0 jam |
| Kos masa henti pada $500/jam | $12,000-18,000 | $0 |
| Penalti tenaga daripada prestasi yang merosot | $2,500-4,000 | $0 |
| Jumlah kos 5 tahun | $28,000-40,500 | $8,000 |
| Kos sebenar setiap kW-tahun | $112-162 | $32 |
Faktor Penurunan Kapasiti
Kemerosotan kapasiti penukar haba mengikuti lengkung yang kos per kW diabaikan. Kadar degradasi bergantung kepada mekanisme kakisan. Kakisan seragam menghasilkan penurunan secara beransur-ansur. Kakisan pitting menghasilkan kegagalan secara tiba-tiba selepas tempoh kestabilan yang ketara. Kedua-duanya mengurangkan kapasiti purata sepanjang hayat peralatan.
Apabila kapasiti purata berkesan digantikan dengan kapasiti reka bentuk, kos setiap angka kW berubah secara mendadak. Pilihan keluli tahan karat memberikan purata 38 kW sepanjang hayatnya, bukan reka bentuk 50 kW. Kos permulaan berkesan bagi setiap kW purata ialah $92, menutup jurang dengan PTFE. Apabila kos penggantian disertakan dalam tempoh 5 tahun, pilihan PTFE menyampaikan haba pada kira-kira satu-pertiga hingga satu-suku kos setiap kW-tahun alternatif keluli tahan karat.
Penalti Penggunaan Tenaga
Penukar haba terdegradasi menggunakan lebih banyak tenaga. Untuk mengimbangi pemindahan haba yang berkurangan, tekanan wap dinaikkan. Tekanan stim yang lebih tinggi bermakna suhu stim yang lebih tinggi, yang meningkatkan kehilangan haba daripada paip dan permukaan tangki. Dandang berfungsi lebih keras. Penggunaan bahan api meningkat.
Penalti tenaga ini terkumpul secara senyap dalam belanjawan utiliti, terputus sambungan daripada keputusan pembelian penukar haba. Ia jarang muncul dalam perbandingan perolehan tetapi mewakili kos operasi sebenar yang kos awal setiap metrik kW terlepas pandang sepenuhnya.
Ringkasan
Kos setiap kW ialah metrik yang mengelirukan untuk pemilihan penukar haba kerana ia hanya menangkap kos peralatan awal dibahagikan dengan kapasiti reka bentuk pada satu titik masa. Ia mengabaikan kemerosotan kapasiti daripada kakisan, kekerapan penggantian, buruh pemasangan, masa henti pengeluaran dan penalti tenaga daripada kemerosotan prestasi.
Analisis kos kitaran hayat yang merangkumi kesan degradasi mendedahkan bahawa penukar haba PTFE, walaupun kos permulaan per kW lebih tinggi, memberikan kos per kW-tahun yang jauh lebih rendah dalam perkhidmatan agresif kimia. Kesederhanaan metrik adalah menggoda tetapi menghasilkan keputusan perolehan yang memaksimumkan jumlah kos dan bukannya meminimumkannya.
Analisis kejuruteraan untuk perbandingan kos kitar hayat dalam persekitaran kimia tertentu tersedia selepas penyerahan kimia proses, suhu operasi, data hayat perkhidmatan peralatan semasa, kos penggantian dan nilai masa henti.
