Basit Metriklerin Çekiciliği
Tedarik değerlendirmeleri basit ölçümlere yönelir. Isı transfer kapasitesinin kilowatt başına maliyeti en yaygın olanlardan biridir. Ekipman satın alma fiyatını tasarım ısı görevine bölün. Ortaya çıkan sayıları karşılaştırın. En düşük olanı seçin.
3.500 $ karşılığında 50 kW sağlayan paslanmaz çelik ısı eşanjörünün fiyatı 70 $/kW'dır. Aynı 50 kW'ı 8.000 $ karşılığında sağlayan bir PTFE ısı eşanjörünün maliyeti 160 $/kW'dır. Metrik, paslanmaz çeliğin 2,3 kat daha uygun maliyetli-olduğunu söylüyor. Metrik yanlış.
kW başına maliyet, ekipmanın bu kilowatt'ı ne kadar süreyle sağladığı, kapasitenin zaman içinde nasıl düştüğü veya nominal çıktıyı korumak için ne gibi ek maliyetlerin ortaya çıktığı hakkında hiçbir şey ifade etmez. Hareketli bir resme uygulanan anlık görüntü ölçümüdür. Kimyasal bozunma resmin hareket etmesini sağlar.
kW Başına Hangi Maliyet Göz Ardı Edilir?
Metrik, ısı eşanjörünün hizmet ömrü boyunca nominal kapasite sağladığını varsayar. Kimyasal olarak agresif ortamlarda bu varsayım hızla başarısız olur.
60 derecede hidroklorik asitle temizleme işlemine tabi tutulan paslanmaz çelik bobin, yeniyken 50 kW güç sağlar. Altı aylık korozyondan sonra duvarların incelmesi ısı transfer katsayısını azaltır. Yüzey çukurlaşması, ölçeklendirmeyi hızlandıran yerel sıcak noktalar oluşturur. Bobin artık 38 kW-%24 kapasite kaybı sağlıyor. Üretimi sürdürmek için buhar basıncı artırılır, bu da enerji maliyetini artırır ve bozunma oranını hızlandırır. 18 ay sonra bobin iğne deliği sızıntısından dolayı arızalanır ve değiştirilir.
Paslanmaz çelik seçeneğinin gerçek maliyeti; azalan kapasiteyi, artan enerji tüketimini, yedek bobinleri, kurulum işçiliğini ve üretimin aksama süresini içerir. Bunların hiçbiri 70$/kW rakamında görünmüyor.
Aynı servisteki bir PTFE bobini yeniyken 50 kW güç sağlar. Altı ay sonra 50 kW güç üretiyor. 18 ay sonra 50 kW güç üretiyor. Beş yıl sonra 50 kW güç üretiyor. Malzeme korozyona uğramadığı için kapasite düşmez. 160 $/kW rakamı başlangıçta daha yüksek olsa da istikrarlı ve sürdürülebilir kapasiteyi temsil ediyor.
Tablo 1: Bozulma Etkilerini İçeren Gerçek Maliyet Karşılaştırması (50 kW Çalışma, 60 Derecede HCl Temizleme)
| Maliyet Unsuru | Paslanmaz Çelik (70$/kW) | PTFE (160$/kW) |
|---|---|---|
| İlk satın alma | $3,500 | $8,000 |
| 5 yıllık ortalama kapasite (kW) | 38 (50'den 25'e düşüyor) | 50 (kararlı) |
| Sürdürülebilir kW başına etkin maliyet | Başlangıçta 92$/kW; Ömür boyu ortalama 140$/kW | 160 $/kW (kararlı) |
| 5 yıl boyunca değiştirmeler | 2-3 | 0 |
| Değiştirme satın alma maliyeti (5 yıl) | $7,000-10,500 | $0 |
| Kurulum işçiliği (5 yıl) | $3,000-4,500 | $0 |
| Değiştirme için üretim kesintisi | 24-36 saat | 0 saat |
| Kesinti maliyeti 500$/saat | $12,000-18,000 | $0 |
| Düşük performanstan kaynaklanan enerji cezası | $2,500-4,000 | $0 |
| Toplam 5 yıllık maliyet | $28,000-40,500 | $8,000 |
| kW-yıl başına gerçek maliyet | $112-162 | $32 |
Kapasite Azalma Faktörü
Isı eşanjörü kapasitesindeki bozulma, kW başına maliyetin göz ardı edildiği bir eğriyi takip eder. Bozunma oranı korozyon mekanizmasına bağlıdır. Düzgün korozyon kademeli bir düşüşe neden olur. Çukur korozyonu, belirgin bir stabilite periyodundan sonra ani bir arızaya neden olur. Her ikisi de ekipmanın ömrü boyunca ortalama kapasiteyi azaltır.
Etkin ortalama kapasite tasarım kapasitesinin yerine geçtiğinde, kW başına maliyet rakamı önemli ölçüde değişir. Paslanmaz çelik seçeneği, kullanım ömrü boyunca ortalama 38 kW güç sağlarken, tasarım 50 kW'tır. Ortalama kW başına etkin başlangıç maliyeti 92 dolardır ve PTFE ile aradaki farkı kapatmaktadır. 5 yılın üzerindeki değiştirme maliyetleri dahil edildiğinde, PTFE seçeneği, paslanmaz çelik alternatifinin yıllık kW-başına maliyetinin yaklaşık-üçte biri ile-dörtte biri arasında ısı sağlar.
Enerji Tüketim Cezası
Bozulmuş ısı eşanjörleri daha fazla enerji tüketir. Azalan ısı transferini telafi etmek için buhar basıncı arttırılır. Daha yüksek buhar basıncı, daha yüksek buhar sıcaklığı anlamına gelir; bu da borulardan ve tank yüzeyinden ısı kayıplarını artırır. Kazan daha çok çalışır. Yakıt tüketimi artar.
Bu enerji cezası, ısı eşanjörü satın alma kararıyla bağlantısı kesilerek kamu hizmeti bütçesinde sessizce birikir. Tedarik karşılaştırmalarında nadiren görülür ancak kW başına başlangıç maliyetinin tamamen gözden kaçırıldığı gerçek işletme maliyetini temsil eder.
Özet
kW başına maliyet, ısı eşanjörü seçiminde yanıltıcı bir ölçümdür çünkü yalnızca ilk ekipman maliyetinin tek bir zaman noktasındaki tasarım kapasitesine bölünmesiyle elde edilen tutarı kapsar. Korozyondan kaynaklanan kapasite bozulmasını, değiştirme sıklığını, kurulum işçiliğini, üretimin aksama süresini ve performansın düşmesinden kaynaklanan enerji cezalarını göz ardı eder.
Bozulma etkilerini de içeren bir yaşam döngüsü maliyet analizi, PTFE ısı eşanjörlerinin, kW başına daha yüksek başlangıç maliyetine rağmen, kimyasal açıdan agresif hizmetlerde kW-yıl başına önemli ölçüde daha düşük maliyet sağladığını ortaya koymaktadır. Metriğin basitliği baştan çıkarıcıdır ancak toplam maliyeti en aza indirmek yerine maksimuma çıkaran satın alma kararları üretir.
Belirli kimyasal ortamlarda yaşam döngüsü maliyet karşılaştırmasına yönelik mühendislik analizi, proses kimyası, çalışma sıcaklığı, mevcut ekipman hizmet ömrü verileri, değiştirme maliyetleri ve arıza süresi değerinin sunulması üzerine mevcuttur.
