ปัญหาการปรับต้นทุนให้เป็นมาตรฐาน
โดยทั่วไปการเปรียบเทียบต้นทุนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะใช้ต้นทุนการติดตั้งทั้งหมดหารด้วยอากรออกแบบ-ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ หน่วยวัดนี้จะรวบรวมเงินทุนเริ่มต้นแต่ปิดบังผลกระทบของอายุการใช้งานและข้อกำหนดในการบำรุงรักษาที่แตกต่างกัน ตัวชี้วัดที่เปิดเผยมากขึ้นสำหรับ-การตัดสินใจในระยะยาว-คือต้นทุนรวมต่อตารางเมตรของพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนต่อปีของอายุการใช้งาน
เมตริกมาตรฐานนี้คำนึงถึง: ต้นทุนอุปกรณ์เริ่มต้นที่ตัดจำหน่ายตามอายุการใช้งานจริง ความถี่ในการเปลี่ยนและต้นทุนการติดตั้งที่เกี่ยวข้อง ค่าแรงบำรุงรักษา สารเคมี และการหยุดทำงาน และค่าเผื่อการกัดกร่อน-ความหนาของผนังที่ไม่มีค่าการถ่ายเทความร้อนแต่ต้องซื้อ
เหล็กกล้าไร้สนิมซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ (UNS S32750, 2507) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการชะล้างด้วยโลหะวิทยาที่มีคลอไรด์- เนื่องจากมีปริมาณโครเมียม โมลิบดีนัม และไนโตรเจนสูง ให้ความต้านทานการเกิดรูพรุนได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับเกรดออสเทนนิติกมาตรฐาน PTFE มีภูมิคุ้มกันต่อคลอไรด์ pitting โดยธรรมชาติทางเคมี การเปรียบเทียบต้นทุน-ต่อ-ตาราง-เมตร-ต่อ-ปีจะกำหนดว่าวัสดุชนิดใดที่ให้ต้นทุนระยะยาว-ที่ต่ำกว่า
ไดรเวอร์อายุการใช้งาน
เหล็กกล้าไร้สนิมซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ต้านทานการเกิดรูพรุนของคลอไรด์ผ่านฟิล์มพาสซีฟที่เสริมโครเมียมและโมลิบดีนัม ตัวเลขเทียบเท่าความต้านทานการเกิดรูพรุน (PREN) สำหรับ 2507 คือ 40-43 ซึ่งเป็นหนึ่งในเหล็กกล้าไร้สนิมที่สูงที่สุด ในสารละลายคลอไรด์ที่เป็นกลางที่อุณหภูมิแวดล้อม จะไม่เกิดรูพรุน ในสารละลายการชะล้างคลอไรด์ที่เป็นกรดร้อน-ตามแบบฉบับของการชะล้างด้วยนิเกิลลาไลต์หรือฮีปทองแดง ถือว่าเกินเกณฑ์ PREN
ที่อุณหภูมิ 70-80 องศาในสารละลายที่มีคลอไรด์ 10,000-50,000 ppm ที่ pH 1-3 เหล็กสเตนเลสดูเพล็กซ์ซุปเปอร์จะกัดกร่อนที่ 0.05-0.15 มม./ปี โดยมีรูพรุนเฉพาะจุดซ้อนทับด้วยอัตราทั่วไป ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีความหนาของผนัง 1.5 มม. มีอายุการใช้งานที่คาดการณ์ไว้ 5-10 ปีก่อนที่รูจะทะลุผนังโดยมีความไม่แน่นอนอย่างมาก
PTFE ไม่มีกลไกการกัดกร่อนของคลอไรด์ อายุการใช้งานถูกกำหนดโดยการคืบคลานภายใต้แรงดันไอน้ำที่อุณหภูมิใช้งาน สำหรับ PTFE ที่ดัดแปลงที่ 140 องศา อายุการใช้งานเกิน 15 ปี ไม่มีการโจมตีเฉพาะจุด ไม่มีรูพรุน และไม่มีความไวต่อความเข้มข้นของคลอไรด์หรือ pH
ตารางที่ 1: ต้นทุนปกติต่อตารางเมตรต่อปี (เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน 5 ตร.ม., การวิเคราะห์ 10 ปี, สารละลายกรองคลอไรด์ที่ 80 องศา, pH 2, 30,000 ppm Cl⁻)
| องค์ประกอบต้นทุน | ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507 | ไฟเบอร์ |
|---|---|---|
| ต้นทุนการติดตั้งเริ่มต้นต่อตารางเมตร | $1,800-2,500 | $1,400-2,000 |
| อายุการใช้งานที่คาดหวัง (ปี) | 5-8 (ขึ้นอยู่กับหลุม) | 15+ |
| เปลี่ยนใหม่กว่า 10 ปี | 1 (ณ ปีที่ 5-8) | 0 |
| ค่าเปลี่ยน (อุปกรณ์ + ติดตั้ง) | $1,800-2,500/m² | $0 |
| การบำรุงรักษารายปีต่อตารางเมตร (การตรวจสอบ ทำความสะอาด) | $120-200 | $40-80 |
| ต้นทุนการหยุดทำงานต่อเหตุการณ์ทดแทน (ต่อตารางเมตร) | $300-500 | $0 |
| ต้นทุนรวม 10 ปีต่อตารางเมตร | $4,500-7,500 | $1,800-2,800 |
| ต้นทุนต่อปีต่อตารางเมตรต่อปี | $450-750 | $180-280 |
ต้นทุนค่าเผื่อการกัดกร่อน
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสเตนเลสสตีลดูเพล็กซ์ซุปเปอร์สำหรับการบริการคลอไรด์มีค่าเผื่อการกัดกร่อน-ความหนาของผนังเพิ่มเติมที่คาดว่าจะสึกกร่อนออกไปตลอดอายุการใช้งาน ความหนาพิเศษนี้ไม่ได้ให้ค่าการถ่ายเทความร้อน แต่จะเพิ่มต้นทุนและน้ำหนักของวัสดุ
สำหรับผนังออกแบบ 1.5 มม. ที่มีค่าเผื่อการกัดกร่อน 0.5 มม. 33% ของวัสดุซูเปอร์ดูเพล็กซ์ที่มีราคาแพงจะต้องเสียสละ ผนังท่อ PTFE ไม่มีค่าเผื่อการกัดกร่อน ความหนาของผนังทั้งหมดมีส่วนช่วยในการกักเก็บแรงดันตลอดอายุการใช้งาน
ค่าเผื่อการกัดกร่อนยังทำให้การถ่ายเทความร้อนลดลงเล็กน้อย ผนังที่หนาขึ้นมีความต้านทานความร้อนสูงกว่า ท่อซูเปอร์ดูเพล็กซ์ใหม่ที่มีค่าเผื่อการกัดกร่อนมีค่า U- ต่ำกว่าที่ควรจะมีโดยไม่มีค่าเผื่อนี้ ทำให้ต้องใช้พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นเล็กน้อยสำหรับหน้าที่เดียวกัน- ซึ่งจะทำให้ต้นทุนส่วนต่างเพิ่มขึ้นอีก
การกำหนดมูลค่าการหยุดทำงาน
การเปรียบเทียบต้นทุนมาตรฐานมีความอ่อนไหวต่อค่าที่กำหนดให้กับการหยุดทำงาน ในโรงงานไฮโดรเมทัลโลหการซึ่งวงจรชะล้างเป็นจุดคอขวดของการผลิต การหยุดทำงานหนึ่งชั่วโมงอาจมีค่าใช้จ่าย 10,000-50,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ สำหรับการผลิตโลหะที่สูญหาย ค่าใช้จ่ายที่เกิดจากความล้มเหลวของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่หยุดวงจรการชะล้างเป็นเวลา 12-24 ชั่วโมง จะทำให้ต้นทุนการเปลี่ยนอุปกรณ์แคบลง
การกำจัดความล้มเหลวในการขุดเจาะโดยไม่ได้วางแผนของ PTFE ช่วยขจัดต้นทุนการหยุดทำงานนี้ออกจากสมการ ความได้เปรียบด้านต้นทุนปกติของ PTFE จะเพิ่มขึ้นเมื่อมูลค่าของเวลาทำงานในการผลิตเพิ่มขึ้น
สรุป
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE มีต้นทุนต่อตารางเมตรต่อปีต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ในสารละลายคลอไรด์-สารละลายเข้มข้น- โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 180-280 เหรียญสหรัฐฯ เทียบกับ 450-750 เหรียญสหรัฐฯ ต่อปี ความแตกต่างเกิดขึ้นจากอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นของ PTFE การกำจัดเหตุการณ์การเปลี่ยน ความต้องการในการบำรุงรักษาที่ลดลง และไม่มีค่าเผื่อการกัดกร่อนแบบเสียสละ
ความได้เปรียบด้านต้นทุนที่เป็นมาตรฐานจะขยายออกไปในการดำเนินการที่มีต้นทุน-เวลาหยุดทำงาน- สูง ซึ่งการกำจัดความล้มเหลวในการขุดเจาะโดยไม่ได้วางแผนนั้นมีมูลค่าทางเศรษฐกิจเกินขนาด เหล็กกล้าไร้สนิมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ทำหน้าที่ที่อุณหภูมิหรือแรงดันของ PTFE เกินขีดจำกัด ภายในขอบเขตของ PTFE เป็นตัวเลือกต้นทุนที่ต่ำกว่า-
การวิเคราะห์ทางวิศวกรรมสำหรับการเปรียบเทียบต้นทุนการบริการคลอไรด์จะมีให้เมื่อส่งเคมีของสารละลาย อุณหภูมิการทำงาน ข้อมูลอายุการใช้งานของเครื่องแลกเปลี่ยนกระแสไฟฟ้า บันทึกต้นทุนการบำรุงรักษา และประมาณการต้นทุนเวลาหยุดทำงาน
