Paksu -seinaga (3 mm) ja õhukese-seinaga (1 mm) PFA-soojendi valimine abrasiivse happega töötamiseks nõuab eluea-kulu (LCC) analüüsi kavandatud kasutusea (10 aasta) jooksul. Õhukese seinaga küttekeha algkulu ja parem soojusülekanne (väiksem temperatuurilangus üle seina), kuid erosiooni ja läbitungimise tõttu lühem kasutusiga. Paksu{9}}seinaga küttekeha maksab algselt rohkem ja sellel on halvem soojusülekanne (nõuab suuremat suurust või suuremat vattihedust), kuid see kestab kauem. Tüüpilise abrasiivse happelise hoolduse jaoks (20% HCl 1% räniliivaga, 90 kraadi , 2 m/s vooluhulk) kestab 1 mm PFA kütteseade 0,5–1 aasta; 3 mm küttekeha peab vastu 4–6 aastat. 10 aasta jooksul vajab õhukeseseinaline kütteseade 10–20, paksuseinaline aga 2–3. Isegi suurema esialgse maksumuse ja suuremate mõõtmetega on paksuseinalisel -soojendil 40–60% madalam kogu LCC. Allpool olev LCC võrdlusmeetod kvantifitseerib-vahetamise.
Eluea{0}}kulumudel
LCC kokku=algkulu + asenduskulu + energiakulu + seisakukulu + kõrvaldamiskulu.
6 kW küttekeha jaoks (tavaline 2000 liitrine paak):
| Parameeter | Õhukese{0}}seinaga (1 mm) | Paksu{0}}seinaga (3 mm) | Märkmed |
|---|---|---|---|
| Küttekeha maksumus | $400 | $1,200 | Paksu{0}}sein maksab 3 korda rohkem |
| Paigaldamise maksumus (iga) | $150 | $150 | Tööjõud, armatuur |
| Eeldatav eluiga (aastaid) | 0.75 | 5 | Põhineb erosioonikiirusel 0,8 mm/aastas (ränidioksiidliiv) |
| Asendused üle 10 aasta | 13 | 2 | 10/0.75 = 13.3; 10/5 = 2 |
| Küttekeha kokku + paigalduskulu | 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}}sein säästab 3650 dollarit |
| Energiatõhusus | 95% | 85% | Paksem sein=rohkem soojuskadu |
| Aastane energiakulu (0,10 $/kWh, 8000 h/aastas, 6 kW) | 6 kW × 8000 × 0,10 × (1/0,95)=0.10 × (1/0,95)=5,053 | 6 kW × 8000 × 0,10 × (1/0,85)=0.10 × (1/0,85)=5,647 | Paksu{0}}seinaga kulub aastas 594 dollarit rohkem |
| Energiakulu üle 10 aasta | $50,530 | $56,470 | Õhukese{0}}seinaga säästate 5940 dollarit |
| Seisakukulu asendamise kohta (8 tundi @ 500 $/h) | 4000 dollarit sündmuse kohta | 4000 dollarit sündmuse kohta | Kaotatud tootmine |
| Kogu seisakukulu üle 10 aasta | 13 × 4,000=4,000=52,000 | 2 × 4,000=4,000=8,000 | Paksu{0}}sein säästab 44 000 dollarit |
| Kõrvaldamiskulud (iga) | $50 | $50 | Alaealine |
| Tsükli kogukulu-(10 aastat) | 7,550+7,550+50,530 + 52,000=52,000=110,080 | 3,900+3,900+56,470 + 8,000=8,000=68,370 | Paksu{0}}sein säästab 41 710 dollarit (38%) |
Tundlikkuse analüüs
LCC võrdlus on eelduste suhtes tundlik. Muutke iga parameetrit:
| Muutuv | Õhukese{0}}seinaga eelis | Paksu{0}}seinaga eelis | Tasakaalu{0}}punkt |
|---|---|---|---|
| Küttekeha eluea suhe (paks/õhuke) | – | Paks võidab, kui eluiga > 2,5× | 3× eluga võidab paks |
| Energiakulu ($/kWh) | Thin wins if energy >0,30 $/kWh | Paks võidab, kui energiat<$0.15/kWh | 0,20 dollarit kWh kohta võidab ikkagi paks |
| Seisakukulu ($/h) | – | Thick wins if downtime >100 dollarit tunnis | 50 dollarit tunnis võib õhuke olla konkurentsivõimeline |
| Abrasiivsus (erosioonikiirus) | – | Paks võidab rohkem, kui abrasiivsus suureneb | Madala hõõrdumise korral (1 mm kestab 5 aastat) võib õhuke võita |
| Intressimäär (allahindlus) | – | Paks võit (kulud edasi lükatud) | Allahindlus soosib paksu (tulevased säästud) |
Kui õhuke{0}}sein võidab
Õhukeseseinalistel (1 mm) küttekehadel võib olla madalam LCC, kui:
Madal hõõrdumine(puhas hape, osakesteta): eluiga 1 mm=3–5 aastat, paks=8–10 aastat. Eluiga on madalam ja õhukese energiasääst on olulisem.
Väga kõrge energiakulu (>0,30 dollarit/kWh): Paksu seina 10% tõhususe trahv lisandub.
Madal seisaku kulu (<$100/hr): If production loss is cheap, frequent replacements are less painful.
Projekti lühike eluiga (<3 years): Thick's higher initial cost may not be recovered.
Ruumipiirangud: Paks sein vajab suuremat küttekeha (sama võimsus vajab rohkem pinda), mis ei pruugi ära mahtuda.
Abrasiivhapete hoolduse praktiline soovitus
For abrasive acid service with particle hardness >5 Mohsi (ränidioksiid, alumiiniumoksiid), erosiooni eluiga on domineeriv tegur. Isegi suurema algkulu ja energiatrahvi korral on paksu -seinaga (3 mm) PFA-küttekeha 10-aastase eluea-tsüklikulu 30–50% madalam kui õhukeseseinalisel (1 mm) küttekehal, peamiselt tänu lühematele asendustele. LCC eelis suureneb:
Higher downtime cost (>200 dollarit tunnis)
Longer project life (>5 aastat)
Suurem abrasiivsus (lühem õhukese{0}}seina eluiga)
Määrake 3 mm sein iga abrasiivse happe hoolduse jaoks, kui paak töötab > 4000 tundi aastas. Vähese-hõõrdumise või katkendliku hoolduse jaoks võib optimaalne olla 2 mm sein. Tehke oma LCC ülaltoodud tabeli abil, asendades oma konkreetsed kulud. Täiendav 800 eesmine 3 mm küttekeha säästab 800 ette 3 mm küttekeha jaoks 40 000+ 10 aasta jooksul. See ei ole kompromiss{16}}; see on investeering.
Järeldus: paksude{0}}seinatega võidud abrasiivhappeteenusele
In abrasive acid service, a thick-walled (3 mm) PFA heater has significantly lower life-cycle cost than a thin-walled (1 mm) heater over 10 years. The thick-walled heater costs 3× more initially and has 10% lower energy efficiency, but its 5–10× longer life reduces replacement and downtime costs by tens of thousands of dollars. For any application with erosion rates >0,2 mm/aastas, määrake paksusega-sein. Tehke ülaltoodud mudeli abil oma LCC. Numbrid on selged: paks säästab raha, aega ja peavalu. Abrasiivhape ei andesta õhukesi seinu. Mine paksuks, pikaks, kulusäästlik-.
