تصمیم زیرساخت
یک مرکز فرآوری شیمیایی 10 مخزن گرم شده را با استفاده از بخاری های غوطه وری کوارتز الکتریکی کار می کند. بخاریهای کوارتز هر 6{10}}12 ماه یکبار به دلیل شوک حرارتی و ضربه مکانیکی از کار میافتند. هزینه هر خرابی 2500 دلار برای یک بخاری جایگزین به اضافه 4 ساعت خرابی است. هزینه برق 0.10 دلار در هر کیلووات ساعت است. هیچ زیرساخت بخار موجودی وجود ندارد - بدون دیگ بخار، بدون لولهکشی بخار، بدون برگشت میعانات.
این مرکز در حال بررسی نصب یک دیگ بخار- گاز طبیعی و تبدیل هر 10 مخزن به مبدل های حرارتی PTFE است. تبدیل نیاز به سرمایه گذاری در دیگ بخار، لوله های توزیع بخار، سیستم برگشت میعانات، تجهیزات تصفیه آب و خود مبدل های PTFE دارد. این تصمیم مستلزم یک مقایسه هزینه کل مالکیت 15 ساله است تا مشخص شود که آیا سرمایه گذاری زیرساخت بخار با صرفه جویی در هزینه عملیاتی توجیه می شود یا خیر.
تحلیل سرمایه گذاری سرمایه
هزینه سرمایه زیرساخت بخار شامل دیگ فایرتیوب بسته بندی شده با اندازه کل نیاز گرمایشی (10 مخزن × 40 کیلووات=400 کیلووات کل، تقریباً 600 کیلوگرم در ساعت بخار)، سیستم تصفیه آب تغذیه (نرم کننده و دوز شیمیایی)، لولههای توزیع بخار با عایق، لولههای برگشت میعانات، خنککننده و گیرنده خنککننده و میعانات گازی پایین است. مهندسی، نصب و راه اندازی به کل اضافه می شود.
هزینه سرمایه مبدل حرارتی PTFE 10 واحد به مبلغ 9500 دلار برای هر نصب است. هزینه تعویض بخاری کوارتز ادامه دارد-فاصله تعویض 6 تا 12 ماهه و در جریان هزینه عملیاتی ثبت می شود.
| عنصر هزینه سرمایه | گزینه Steam + PTFE | گزینه کوارتز الکتریکی |
|---|---|---|
| دیگ بخار (واحد بسته بندی شده 600 کیلوگرم در ساعت) | $85,000 | $0 |
| سیستم تصفیه آب خوراک | $18,000 | $0 |
| لوله های توزیع بخار (عایق) | $32,000 | $0 |
| سیستم برگشت میعانات | $22,000 | $0 |
| مهندسی و نصب | $35,000 | $0 |
| مبدل های حرارتی PTFE (10 × 9500 دلار) | $95,000 | $0 |
| بخاری های کوارتز برقی (10 × 2500 دلار موجود) | $0 | $0 (از قبل نصب شده است) |
| کل سرمایه | $287,000 | $0 |
مقایسه هزینه عملیاتی 15 ساله
هزینه انرژی، هزینه عملیاتی غالب است. گرمایش کوارتز الکتریکی با قیمت 0.10 دلار در کیلووات ساعت، 10 × 40 کیلووات × 6000 ساعت در سال=2، 400،000 کیلووات ساعت در سال با هزینه 240،000 دلار در سال ارائه می دهد. گزینه بخار از گاز طبیعی با قیمت 4.50 دلار/MMBtu استفاده می کند. دیگ بخار که با راندمان 82 درصد کار می کند، بخار با هزینه گرمای مؤثر تقریباً 0.019 دلار در کیلووات ساعت معادل تولید می کند. هزینه انرژی سالانه 2,400,000 × $0.019=$45,600 است. صرفه جویی در انرژی سالانه با بخار 194400 دلار است.
تعویض بخاری کوارتز با نرخ 1.5 در هر بخاری در سال (MTBF 8 ماه) انجام می شود. با 2,500 دلار برای هر بخاری به اضافه 800 دلار کار نصب و 2,000 دلار هزینه توقف، هزینه جایگزینی سالانه 10 × 1.5 × 5 دلار،300=79,500 دلار است. مبدل های PTFE در طول دوره 15 ساله نیازی به تعویض ندارند.
| عنصر هزینه عملیاتی (سالانه) | بخار + PTFE | کوارتز الکتریکی |
|---|---|---|
| انرژی | $45,600 | $240,000 |
| تعویض بخاری | $0 | $79,500 |
| تعمیر و نگهداری دیگ بخار | $8,500 | $0 |
| مواد شیمیایی تصفیه آب | $3,200 | $0 |
| تعمیر و نگهداری PTFE (فقط بازرسی) | $2,000 | $0 |
| کل عملیات سالانه | $59,300 | $319,500 |
نتیجه تجمعی 15 ساله
| دسته هزینه | بخار + PTFE | کوارتز الکتریکی |
|---|---|---|
| سرمایه | $287,000 | $0 |
| 15 سال کارکرد | $889,500 | $4,792,500 |
| کل هزینه 15 ساله | $1,176,500 | $4,792,500 |
| صرفه جویی در استیم + PTFE | – | $3,616,000 |
دوره بازپرداخت
پس انداز عملیاتی سالانه 260200 دلاری 287000 دلار سرمایه گذاری را در حدود 13 ماه بازیابی می کند. از سال 2 تا سال 15، صرفه جویی در کاهش هزینه های عملیاتی خالص است. سرمایه گذاری زیرساخت بخار، اگرچه قابل توجه است، اما به وضوح با صرفه جویی در انرژی و هزینه جایگزینی توجیه می شود.
خلاصه
نصب زیرساختهای بخار و تبدیل به مبدلهای حرارتی PTFE تقریباً 3,616,000 دلار در مدت 15 سال در مقایسه با ادامه بخاریهای کوارتز برقی در تأسیسات 10 مخزن{10}}بدون بخار موجود صرفهجویی میکند. سرمایه گذاری 287000 دلاری از طریق پس انداز عملیاتی در 13 ماه بازیابی می شود. صرفه جویی غالب در هزینه انرژی است{11}}هزینه بخار گاز طبیعی تقریباً یک-پنجم برق به ازای هر واحد گرمای تحویل شده{14}}به دنبال آن جایگزینی بخاری کوارتز حذف شده است. گزینه بخار{15}}به علاوه PTFE برای هر تأسیساتی با بیش از 3 تا 4 مخزن گرم شده، انتخابی با هزینه کل کمتر است.
پشتیبانی مهندسی برای زیرساخت بخار و تجزیه و تحلیل سرمایه گذاری مبدل حرارتی PTFE پس از ارائه تعداد مخزن و وظایف حرارتی، نرخ برق و گاز محلی، نوع بخاری موجود و فرکانس جایگزینی، و فضای موجود برای نصب دیگ در دسترس است.
