Kā veikt dzīves-cikla izmaksu salīdzinājumu starp biezām-sienu (3 mm) un plānām-sienu (1 mm) PFA sildītāju 10 gadu abrazīvās skābes izmantošanai?

Izvēloties biezu -sienu (3 mm) salīdzinājumā ar plānām-sienu (1 mm) PFA sildītāju abrazīvajām skābēm, ir nepieciešams dzīves -cikla izmaksu (LCC) pētījums par paredzamo kalpošanas laiku (10 gadi). Plānās -sienu sildītājam ir zemākas sākotnējās izmaksas un lielāka siltuma pārnese (mazāks temperatūras kritums pāri sienai), bet īsāks kalpošanas laiks erozijas un iespiešanās dēļ. Biezu{9}}sienu sildītājus ir dārgāk iegādāties, un tiem ir sliktāka siltuma pārnese (nepieciešams lielāks izmērs vai lielāks vatu blīvums), taču tie kalpo ilgāk. Tipiskai abrazīvās skābes izmantošanai (20% HCl ar 1% silīcija smiltīm, 90 grādi, 2 m/s plūsma) 1 mm PFA sildītājs kalpo 0,5-1 gadu; 3 mm sildītājs kalpo 4-6 gadus. 10-gadu kalpošanas laikā plānsienu sildītājam ir jānomaina 10–20, bet biezu sienu sildītājam ir jānomaina tikai 2–3. Biezu sienu sildītājs ir lielāks un tam ir lielākas sākuma izmaksas, bet kopējais LCC ir par 40–60% zemāks. Kompromiss tiek kvantificēts, izmantojot turpmāk aprakstīto LCC salīdzināšanas metodi.

Dzīves cikla izmaksu modelis
Kopējās LCC=sākotnējās izmaksas + nomaiņas izmaksas + enerģijas izmaksas + dīkstāves izmaksas + likvidēšanas izmaksas.

6 kW sildītājam (parasti 2000 l tvertnei):

Parametrs Plāna-Sienu (1 mm) Bieza-Sienu (3 mm) Piezīmes
Sildītājs 400 ASV dolāri 1 $, 200 3x vairāk par biezām sienām
Uzstādīšanas izmaksas (katra) $150 $150 Darbaspēks, furnitūra
Paredzamais kalpošanas laiks (gadi) 0.75 5 Pamatojoties uz erozijas ātrumu 0,8 mm/gadā (silīcija smiltis)
Aizstāšana vairāk nekā 10 gadu laikā 13 2 10/0.75=13.3 10/5=2 Kopējās sildītāja + uzstādīšanas izmaksas 400+13×(400+13×(400+150)=150)=400 + 7,150=7,150=7,550 1,200+2×(1,{{15 }}×(1,200+150)=150)=1,200 + 2,700=2,700=3,900 biezas-sienas 3650 USD ietaupījums
Energoefektivitāte 85 % 95 % Biezāka siena nozīmē lielākus siltuma zudumus
Ikgadējās enerģijas izmaksas (0,10 ASV dolāri/kWh, 8000 h/gadā, 6 kW) 6 kW × 8000 × 0,10 × (1/0,95)=5, 053 6 kW × 8000 × 0,10 × (1/0,85 × 0,10 × (1/0,85)},5 9 $,{47}}} gads
10-gadu enerģijas izmaksas 50 530 USD 56 470 USD ar plānām sienām ietaupa 5 940 USD
Dīkstāves maksa par nomaiņu (8 stundas @ 500 ASV dolāri stundā) 4000 ASV dolāri par notikumu 4000 ASV dolāri par notikumu. Zaudēta izeja
Kopējās dīkstāves izmaksas 10 gadu laikā 13 x 4,000=4,000=52,000 2 x 4,000=4,000=8000 Biezās sienas ietaupa 44 000 ASV dolāru
Atbrīvošanās izmaksas (katra) $50 $50 Nelielas
Kopējās dzīves-cikla izmaksas (10 gadi) 7,550+7,550+50,530 + 52,000=52,000=110,080 3,900+3,900+56,470 + 8,000=8,000=68,{12}},000=68,370 $ (10 gadi), ietaupījums 370 $ (0,3 8%)
Jutīguma analīze
LCC salīdzinājums ir atkarīgs no pieņēmumiem. Mainiet katru parametru:

Mainīgas priekšrocības plānas -walledThick-waled Walled priekšrocības.
Sildītāja kalpošanas laika attiecība (biezs/plāns) - Biezais uzvar, ja kalpošanas laiks > 2,5× Biezais uzvar, ja kalpošanas laiks ir 3 reizes
Enerģijas izmaksas ($/kWh) Plānās uzvaras, ja enerģija > 0,30 USD/kWh, uzvar biezums, ja enerģija < 0,15 USD/kWh. Biezais joprojām uzvar ar 20 centiem/kWh
Downtime cost ($/hr) - Thick wins if downtime >100 USD/h Pie USD 50/h plāns var būt konkurētspējīgs
Abrazivitāte (erozijas ātrums) - Jo biezāks, jo labāk, palielinoties abrazivitātei. Pie maza nodiluma var dominēt plāns (1 mm kalpo 5 gadus)
Procentu likme (diskontēšana) - biezi laimesti (izdevumu atlikšana) Diskontēšana dod priekšroku bieziem (nākotnes uzkrājumiem)
Kad plānās{0}}sienas ir labākas
Plānās -sienu (1 mm) sildītāji var samazināt LCC, ja:

Zems nodilums (bez daļiņām, tīra skābe) 1 mm kalpošanas laiks=3 līdz 5 gadiem, biezs=8 līdz 10 gadiem. Kalpošanas koeficients ir mazāks, un plānāks ir enerģijas ietaupījums

Very high energy cost (>0,30 USD/kWh) 10% efektivitātes sods par biezu sienu summējas.

Zemas dīkstāves izmaksas (<$100/hr ) production loss cheap, frequent replacements less uncomfortable.

Īss projekta mūžs (<3 years): High initial cost of thicks may not be recouped.

Telpas ierobežojumi: biezai sienai ir nepieciešams lielāks sildītājs (lielāka virsma vienādai jaudai), kas var neatbilst.

LCC formula ir vienkārša ātrai salīdzināšanai
Ātrai uzminēšanai lietošanā:

N=nomaiņu skaits 10 gados=10 / L_plāns - 10 / L_biezums (L gados)

Ja (izmaksas_biezs - izmaksu_plāns)*(N+1)*(1 + dīkstāves_faktors) + (enerģijas_biezs - enerģijas_plāns)*10 < 0 biezs ir lētāks.

Iepriekš minētajam piemēram: L_thin=0.75 L_thick=5 N=13.3-2=11.3. Izmaksu starpība=800.800=Dīkstāve vienai nomaiņai Dīkstāve vienai nomaiņai=4000. Gada enerģijas starpība=594Biezums: 594 Biezuma ietaupījums: 800 x 12,3? Tikai minūti, formulai ir jāstrādā. Lai būtu precīza, izmantojiet pilnu LCC tabulu.

Praktisks ieteikums abrazīvās skābes apkopei
For abrasive acid service with particle hardness >5 Mosa (silīcija dioksīda, alumīnija oksīda) erozijas dzīve dominē. Sākotnējās izmaksas un enerģijas sods ir augstāks, bet dzīves -cikla izmaksas 10 gados ir par 30-50% zemākas biezu -sienu (3 mm) PFA sildītājam nekā plānsienu (1 mm) sildītājam, galvenokārt tāpēc, ka nomaiņai ir samazināts dīkstāves laiks. LCC ieguvums pieaug ar:

Cost of downtime (>200 USD/h)

Longer project duration (>5 gadi)

Lielāka abrazivitāte (īsāks plānās{0}}sienas kalpošanas laiks)

Norādiet 3 mm sienu jebkurai abrazīvās skābes apkopei, ja tvertne darbojas > 4000 stundas gadā. Zemam-noberzumam vai neregulārai apkopei optimālā var būt 2 mm siena. Izmantojiet augstāk esošo tabulu, lai izveidotu savu LCC, iekļaujot izmaksas. Papildu 800 ASV dolāri iepriekš par 3 mm sildītāju ietaupa $40,{10}} 10 gadu laikā. Tas nav kompromiss, tas ir ieguldījums.