Problem normalizacije troškova
Poređenja troškova izmjenjivača topline obično koriste ukupnu instaliranu cijenu podijeljenu sa projektnom dužnošću-dolarima po kilovatu. Ova metrika obuhvata početni kapital, ali prikriva efekte različitih životnih vijekova i zahtjeva za održavanjem. Pokazateljski pokazatelj za-donošenje dugoročnih odluka-je ukupna cijena po kvadratnom metru površine za prijenos topline po godini radnog vijeka.
Ova normalizovana metrika obuhvata: početni trošak opreme amortizovan tokom stvarnog radnog veka; učestalost zamjene i povezani troškovi instalacije; rad na održavanju, hemikalije i zastoji; i trošak dodatka za koroziju-debljina zida koja ne daje vrijednost prijenosa topline, ali se mora kupiti.
Super duplex nerđajući čelik (UNS S32750, 2507) se široko koristi u hidrometalurškom luženju-bogatom hloridima jer njegov visok sadržaj hroma, molibdena i azota pruža superiornu otpornost na taloženje u poređenju sa standardnim austenitnim klasama. PTFE je po svojoj hemijskoj prirodi imun na hloridne jame. Poređenje cijene-po-kvadratnom-metru-po-godišnjoj godini određuje koji materijal donosi niže dugoročne-troške.
Driveri radnog vijeka
Super duplex nehrđajući čelik otporan je na probijanje klorida kroz pasivni film obogaćen hromom i molibdenom. Ekvivalentni broj otpornosti na udubljenje (PREN) za 2507 je 40-43, među najvišim među nerđajućim čelicima. U neutralnim otopinama hlorida na temperaturi okoline, ne dolazi do pitinga. U vrućim kiselim otopinama klorida za luženje-tipičnom za operacije luženja nikl laterita ili bakra - prag PREN je prekoračen.
Na 70-80 stepeni u rastvorima koji sadrže 10,000-50,000 ppm hlorida pri pH 1-3, super duplex nerđajući čelik korodira pri 0,05-0,15 mm/godišnje sa lokalizovanim pitingom koji je superponovan na opštu brzinu. Cijev izmjenjivača topline sa debljinom zida od 1,5 mm ima predviđeni vijek trajanja od 5-10 godina prije nego što udubljenje prodre u zid, sa značajnom nesigurnošću.
PTFE nema mehanizam korozije hloridom. Vijek trajanja je određen puzanjem pod pritiskom pare na radnoj temperaturi. Za modifikovani PTFE na 140 stepeni, životni vek prelazi 15 godina. Nema lokaliziranog napada, nema rupica i osjetljivosti na koncentraciju klorida ili pH.
Tabela 1: Normalizovani trošak po kvadratnom metru godišnje (5 m² izmjenjivača topline, 10-godišnja analiza, otopina za luženje klorida na 80 stepeni, pH 2, 30.000 ppm Cl⁻)
| Cost Element | Super Duplex 2507 | PTFE |
|---|---|---|
| Početna cijena instalacije po m² | $1,800-2,500 | $1,400-2,000 |
| Očekivani vijek trajanja (godine) | 5-8 (zavisno od boda) | 15+ |
| Zamjene preko 10 godina | 1 (u 5-8 godini) | 0 |
| Cijena zamjene (oprema + montaža) | $1,800-2,500/m² | $0 |
| Godišnje održavanje po m² (pregled, čišćenje) | $120-200 | $40-80 |
| Trošak zastoja po događaju zamjene (po m²) | $300-500 | $0 |
| Ukupni 10-godišnji trošak po m² | $4,500-7,500 | $1,800-2,800 |
| Godišnji trošak po m² godišnje | $450-750 | $180-280 |
Troškovi dodatka korozije
Super dupleks izmjenjivači topline od nehrđajućeg čelika za hloridnu upotrebu uključuju dodatak za koroziju-dodatnu debljinu zida za koju se očekuje da će korodirati tokom radnog vijeka. Ova dodatna debljina ne daje vrijednost prijenosa topline, ali povećava cijenu materijala i težinu.
Za zid od 1,5 mm sa dodatkom korozije od 0,5 mm, žrtvuje se 33% skupog super dupleks materijala. Zid PTFE cijevi nema dopuštenu koroziju; cjelokupna debljina stijenke doprinosi održavanju pritiska tokom cijelog vijeka trajanja.
Dodatak korozije takođe blago smanjuje prenos toplote. Deblji zid ima veću toplotnu otpornost. Nova super duplex cijev sa dodatkom korozije ima nižu U-vrijednost nego što bi imala bez dodatka, zahtijevajući nešto više površine za istu dužnost-što dodatno povećava razliku u cijeni.
Dodjela vrijednosti zastoja
Normalizovano poređenje troškova je osetljivo na vrednost dodeljenu vremenu zastoja. U hidrometalurškom postrojenju gdje je krug luženja usko grlo u proizvodnji, sat vremena zastoja može koštati 10.000-50.000 dolara u proizvodnji izgubljenog metala. Trošak kvara izmjenjivača topline koji zaustavlja krug ispiranja na 12-24 sata niži je cijenu zamjene opreme.
PTFE-ova eliminacija neplaniranih kvarova u kvarovima uklanja ovaj trošak zastoja iz jednačine. Normalizirana troškovna prednost PTFE raste kako se povećava vrijednost produžetka proizvodnje.
Rezime
PTFE izmjenjivači topline isporučuju nižu cijenu po kvadratnom metru godišnje od super dupleks nehrđajućeg čelika u rješenjima za ispiranje s-bogatim kloridima-obično 180-280 USD naspram 450-750 USD godišnje. Razlika proizilazi iz dužeg vijeka trajanja PTFE-a, eliminacije događaja zamjene, nižih zahtjeva za održavanjem i odsustva štetnog dodatka za koroziju.
Normalizirana prednost u troškovima je pojačana u operacijama sa velikim-zastojima-kod eliminacije neplaniranih kvarova u kvarovima ima veliku ekonomsku vrijednost. Super duplex nerđajući čelik služi tamo gde su granice temperature ili pritiska PTFE prekoračene; unutar PTFE omotača, to je izbor sa nižom-troškom.
Inženjerska analiza za poređenje troškova servisiranja hlorida dostupna je nakon podnošenja hemije rastvora, radne temperature, podataka o trenutnom radnom veku izmenjivača, evidencije troškova održavanja i procene troškova zastoja.
