लागत सामान्यीकरण समस्या
हीट एक्सचेंजर लागत तुलना आम तौर पर कुल स्थापित लागत को डिज़ाइन शुल्क {{0}डॉलर प्रति किलोवाट से विभाजित करके उपयोग की जाती है। यह मीट्रिक प्रारंभिक पूंजी को तो पकड़ लेता है लेकिन विभिन्न सेवा जीवन और रखरखाव आवश्यकताओं के प्रभावों को अस्पष्ट कर देता है। लंबी अवधि के निर्णय के लिए एक अधिक खुलासा करने वाला मीट्रिक, सेवा जीवन के प्रति वर्ष प्रति वर्ग मीटर गर्मी हस्तांतरण सतह की कुल लागत है।
यह सामान्यीकृत मीट्रिक निम्न को ध्यान में रखता है: वास्तविक सेवा जीवन पर परिशोधित प्रारंभिक उपकरण लागत; प्रतिस्थापन आवृत्ति और संबंधित स्थापना लागत; रखरखाव श्रम, रसायन, और डाउनटाइम; और संक्षारण भत्ता की लागत {{0}दीवार की मोटाई जो कोई गर्मी हस्तांतरण मूल्य प्रदान नहीं करती है लेकिन खरीदी जानी चाहिए।
सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (UNS S32750, 2507) का व्यापक रूप से क्लोराइड रिच हाइड्रोमेटालर्जिकल लीचिंग में उपयोग किया जाता है क्योंकि इसकी उच्च क्रोमियम, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन सामग्री मानक ऑस्टेनिटिक ग्रेड की तुलना में बेहतर पिटिंग प्रतिरोध प्रदान करती है। पीटीएफई अपनी रासायनिक प्रकृति के कारण क्लोराइड जमाव के प्रति प्रतिरक्षित है। लागत {{5}प्रति{6}वर्ग{{7}मीटर-प्रति{9}}वर्ष की तुलना यह निर्धारित करती है कि कौन सी सामग्री कम दीर्घकालिक लागत प्रदान करती है।
सेवा जीवन चालक
सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील क्रोमियम और मोलिब्डेनम से समृद्ध एक निष्क्रिय फिल्म के माध्यम से क्लोराइड जमा होने का प्रतिरोध करता है। 2507 के लिए पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (PREN) 40{5}}43 है, जो स्टेनलेस स्टील में सबसे अधिक है। परिवेश के तापमान पर तटस्थ क्लोराइड समाधानों में गड्ढा नहीं बनता है। निकेल लेटराइट या कॉपर हीप लीच ऑपरेशन के विशिष्ट गर्म अम्लीय क्लोराइड लीचिंग समाधानों में - PREN सीमा पार हो गई है।
पीएच 1-3 पर 10,000-50,000 पीपीएम क्लोराइड युक्त घोल में 70-80 डिग्री पर, सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील सामान्य दर पर स्थानीयकृत गड्ढे के साथ 0.05-0.15 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है। 1.5 मिमी दीवार मोटाई वाली एक हीट एक्सचेंजर ट्यूब की अनुमानित सेवा जीवन महत्वपूर्ण अनिश्चितता के साथ दीवार में प्रवेश करने से पहले 5-10 साल की होती है।
PTFE में कोई क्लोराइड संक्षारण तंत्र नहीं है। सेवा जीवन ऑपरेटिंग तापमान पर भाप के दबाव में रेंगने से निर्धारित होता है। 140 डिग्री पर संशोधित पीटीएफई के लिए, सेवा जीवन 15 वर्ष से अधिक है। इसमें कोई स्थानीय हमला नहीं है, कोई गड्ढा नहीं है, और क्लोराइड सांद्रता या पीएच के प्रति कोई संवेदनशीलता नहीं है।
तालिका 1: सामान्यीकृत लागत प्रति वर्ग मीटर प्रति वर्ष (5 वर्ग मीटर हीट एक्सचेंजर, 10-वर्षीय विश्लेषण, 80 डिग्री पर क्लोराइड लीच समाधान, पीएच 2, 30,000 पीपीएम सीएल⁻)
| लागत तत्व | सुपर डुप्लेक्स 2507 | पीटीएफई |
|---|---|---|
| आरंभिक स्थापित लागत प्रति वर्ग मीटर | $1,800-2,500 | $1,400-2,000 |
| अपेक्षित सेवा जीवन (वर्ष) | 5-8 (पिटाई पर निर्भर) | 15+ |
| 10 वर्षों में प्रतिस्थापन | 1 (वर्ष 5-8 पर) | 0 |
| प्रतिस्थापन लागत (उपकरण + स्थापना) | $1,800-2,500/m² | $0 |
| प्रति वर्ग मीटर वार्षिक रखरखाव (निरीक्षण, सफाई) | $120-200 | $40-80 |
| प्रति प्रतिस्थापन घटना डाउनटाइम लागत (प्रति वर्ग मीटर) | $300-500 | $0 |
| प्रति वर्ग मीटर कुल 10-वर्षीय लागत | $4,500-7,500 | $1,800-2,800 |
| वार्षिक लागत प्रति वर्ग मीटर प्रति वर्ष | $450-750 | $180-280 |
संक्षारण भत्ता लागत
क्लोराइड सेवा के लिए सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील हीट एक्सचेंजर्स में संक्षारण भत्ता {{0}अतिरिक्त दीवार की मोटाई शामिल होती है, जिसके सेवा जीवन के दौरान नष्ट होने की उम्मीद होती है। यह अतिरिक्त मोटाई कोई गर्मी हस्तांतरण मूल्य प्रदान नहीं करती है लेकिन सामग्री की लागत और वजन बढ़ाती है।
0.5 मिमी संक्षारण भत्ता के साथ 1.5 मिमी डिजाइन की दीवार के लिए, 33% महंगी सुपर डुप्लेक्स सामग्री का त्याग किया जाता है। PTFE ट्यूब की दीवार में कोई संक्षारण भत्ता नहीं है; संपूर्ण दीवार की मोटाई पूरे सेवा जीवन के दौरान दबाव नियंत्रण में योगदान करती है।
संक्षारण भत्ता भी गर्मी हस्तांतरण को थोड़ा कम कर देता है। मोटी दीवार में तापीय प्रतिरोध अधिक होता है। संक्षारण भत्ते के साथ एक नई सुपर डुप्लेक्स ट्यूब का मान बिना भत्ते के यू से कम होता है, जिससे समान शुल्क के लिए थोड़ा अधिक सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है, जिससे लागत का अंतर और बढ़ जाता है।
डाउनटाइम वैल्यू असाइनमेंट
सामान्यीकृत लागत तुलना डाउनटाइम को निर्दिष्ट मूल्य के प्रति संवेदनशील है। एक हाइड्रोमेटालर्जिकल प्लांट में जहां लीचिंग सर्किट उत्पादन में बाधा है, एक घंटे के डाउनटाइम से धातु उत्पादन में 10,000-50,000 डॉलर का नुकसान हो सकता है। हीट एक्सचेंजर की विफलता की लागत, जो 12-24 घंटों के लिए लीचिंग सर्किट को रोक देती है, उपकरण प्रतिस्थापन लागत को कम कर देती है।
पीटीएफई द्वारा अनियोजित पिटिंग विफलताओं का उन्मूलन इस डाउनटाइम लागत को समीकरण से हटा देता है। जैसे-जैसे उत्पादन अपटाइम का मूल्य बढ़ता है, पीटीएफई का सामान्यीकृत लागत लाभ बढ़ता है।
सारांश
पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स क्लोराइड में सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील की तुलना में प्रति वर्ष प्रति वर्ग मीटर कम लागत प्रदान करते हैं। अंतर पीटीएफई की लंबी सेवा जीवन, प्रतिस्थापन घटनाओं के उन्मूलन, कम रखरखाव आवश्यकताओं और बलिदान संक्षारण भत्ते की अनुपस्थिति से उत्पन्न होता है।
सामान्यीकृत लागत लाभ उच्च {{0}डाउनटाइम {{1} लागत संचालन में बढ़ाया जाता है जहां अनियोजित पिटिंग विफलताओं का उन्मूलन आर्थिक मूल्य से अधिक हो गया है। सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील वहां कार्य करता है जहां पीटीएफई का तापमान या दबाव सीमा पार हो जाती है; पीटीएफई के दायरे में, यह कम लागत वाला विकल्प है।
क्लोराइड सेवा लागत तुलना के लिए इंजीनियरिंग विश्लेषण समाधान रसायन विज्ञान, ऑपरेटिंग तापमान, वर्तमान एक्सचेंजर सेवा जीवन डेटा, रखरखाव लागत रिकॉर्ड और डाउनटाइम लागत अनुमान प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
