Mikä on grafiittikuoren-ja-putkenvaihtimen ja kiinteän PTFE-yksikön hintavertailu?

Lopullinen materiaalin valinta on kysymys alkuperäisen hinnoittelun tasapainottamisesta asennuskustannusten, käyttöiän ja ylläpidon kanssa. Grafiitin ja PTFE-lämmönvaihtimen suora kustannusvertailu on enemmän kuin neliöhinta. Molemmat materiaalit toimivat hyvin syövyttävissä käyttötilanteissa (hapot, emäkset, aggressiiviset orgaaniset nesteet), joissa metalliset vaihtimet vioittuvat nopeasti. Mutta niillä on melko erilaiset taloudelliset profiilit. Kun tarkastellaan grafiitin ja PTFE-lämmönvaihtimen kustannusten vaihtoa-, meidän on otettava huomioon pääomakustannukset (CAPEX), asennus-, ylläpito- ja elinkaarikulut.

Pääomakustannus: pinta-ala vs. suorituskyky
Lämmönsiirtoalueen yksikköraaka-ainekustannukset ovat PTFE:n edut. PTFE-kuori-ja-putkivaihtimet ovat saatavilla budjettihinnoilla, jotka ovat usein 100–300 neliömetriä lämmönsiirtopinta-alaa kohti. Grafiittikuori-ja-putki (tai lohko) vaihtimet ovat 300300–1,000+ neliömetriltä. Tämä suora vertailu on hieman harhaanjohtava, sillä grafiitilla on paljon suurempi lämmönjohtavuus (yleensä 100{17}}120 W/m*K) kuin PTFE:llä (0,2-0,25 W/m*K). Tämä johtaa 5-10 kertaa suurempaan kokonaislämmönsiirtokertoimeen (U-arvo) grafiittivaihtimelle verrattuna saman nesteparin PTFE-yksikköön.

Siksi grafiittivaihdin tarvitsee paljon vähemmän lämmönsiirtopintaa samaan tehtävään. Tehtävä, joka vaatii 100 m 2 PTFE-letkua, saattaa vaatia vain 10-20 m 2 grafiittipintaa. Grafiitinvaihtimen kokonaispääomakustannus voisi olla sama tai halvempi kuin PTFE-yksikön, koska grafiitinvaihtimen pinta-alaa voidaan pienentää. Grafiitista tulee usein kokonaisinvestointien näkökulmasta halvempi vaihtoehto sovelluksissa, joissa lämpövuo on suuri tai tila on ylivoimainen.

Kustannuskomponentin grafiittikuori-ja-putki PTFE-kuori-ja-putki
Kunkin vaihtimen hinta: Kohtalainen tai korkea (tarvitaan vähemmän aluetta) Matala tai kohtalainen (tarvitaan enemmän tilaa)
Tyypillinen kokonaisinvestointi tiettyä tullia varten 3 000–15 000 dollaria (pieni yksikkö) 5 000–20 000 dollaria (suuri yksikkö)
Asennuskustannukset Matala (pieni, kevyt) Suurempi (suuri jalanjälki, painava)
Ylläpitokustannukset Keskitasoista korkeisiin (vaikea korjata) Matalasta kohtalaiseen (mahdollinen putken vaihto)
Odotettavissa oleva käyttöikä yhteensopivassa käytössä 10-20+ vuotta (olettaen, ettei lämpörasitusta, hapettumista)15-25+ vuotta (suuri kemikaalien kestävyys)
Asennuskustannukset: Jalanjälki/tukirakenne
Grafiittivaihdin on pienempi ja painaa vähemmän, mikä merkitsee suoraan alhaisempia asennuskustannuksia. Usein grafiittiyksikkö tarvitsee:

Vähemmän lattiatilaa tai jalanjälkeä, tärkeä jälkiasennuksissa tai ahtaissa tehtaissa.

Rakennetuet kevennettiin tai asennuskannattimet yksinkertaistettu.

Lyhyempi putkikulku ja minimaaliset muutokset olemassa oleviin liitäntöihin.

Toisaalta PTFE-vaihdin vaatii huomattavasti suuremman vaipan halkaisijan ja pidempiä putkinippuja kompensoimaan alhaista U--arvoa. Lisää kiinteistöjä. Raskaammat perustukset. Pidempi putkityö. Tämä suurempi jalanjälki vaatii Tiloissa, joissa on rajoitetusti tilaa, grafiittiyksikön asennussäästöt voivat olla suurempia kuin kaikki jäännös CAPEX-erot.

Ylläpito ja elinkaaren hinta-: palvelu-riippuvainen huolto
Taloudellinen valinta on melko palvelukohtainen. Elinkaarikustannukset- – alkuperäisen CAPEXin, asennuksen, energian, huollon ja mahdollisen vaihdon kokonaissumma – riippuvat suuresti käyttöolosuhteista.

Graphite Exchanger Maintenance -profiili
Grafiittilämmönvaihtimet ovat sopivia ja tehokkaita puhtaassa, ei--hapettavassa happokäytössä (esim. suolahappo, rikkihappo alle 200 astetta), joissa lämpötilat ovat tasaiset ja lämpökiertoa ei ole. Näissä ihanteellisissa olosuhteissa grafiittiyksikkö voi kestää 10-20 vuotta erittäin vähäisellä huollolla – säännöllinen puhdistus ja tiivisteiden vaihto vaaditaan.

Grafiitti on kuitenkin herkkä:

Lämpöshokki (nopeat lämpötilan vaihtelut johtavat halkeiluihin).

Hapetus yli 180-200 asteen lämpötiloissa hapettavien aineiden (esim. typpihappo, kloori) läsnä ollessa.

Iskun tai nopean paineen aiheuttama mekaaninen vaurio.

Viatuneissa grafiitinvaihtimissa on usein vain vähän käytännöllisiä korjauskeinoja. Grafiittilohkossa tai putkilevyssä olevia halkeamia ei voida hitsata tai tiivistää luotettavasti. Useimmissa tapauksissa koko yksikkö on vaihdettava, mikä johtaa huomattaviin suunnittelemattomiin investointitarpeisiin.

PTFE-vaihtimen huoltoprofiili
PTFE-lämmönvaihtimet kestävät paljon paremmin lämpösyklejä, painevaihteluita ja hapettavia olosuhteita. PTFE ei ole -hapettuva ja kestää lähes kaikkia kemikaaleja lämpötilarajaansa asti (yleensä 180–200 astetta kiinteälle PTFE:lle). Yksittäiset putket voidaan vaihtaa kentällä, mikä lisää käyttöikää. Se on helppo puhdistaa tarttumattoman-pinnan ansiosta.

PTFE-vaihtimien tärkeimmät pitkän aikavälin kustannukset ovat:

Suurempi pumppausenergia suurempien paineen laskujen takia (pidemmät putket, pienempi hydraulihalkaisija).

Putkien ja putkilevyjen säännöllinen-kiristys tai kiristys{1}}.

Likaantumisen hallinta (vaikkakin huono, PTFE:n sileä pinta estää kalkin tarttumisen)

Tilanteissa, joissa PTFE:n lämpötila- ja painerajoja noudatetaan, PTFE-vaihtimen kokonaiselinkaarikustannukset{0}}on usein halvemmat kuin grafiitin. Alhaisempi CAPEX yhdistettynä pidemmän -ongelmattomaan toimintaan ja helpompiin korjauksiin tekee PTFE:stä suositellun vaihtoehdon moniin syövyttäviin sovelluksiin.

Energiakustannusten huomioiminen
Erot lämpöhyötysuhteessa vaikuttavat käyttökustannuksiin. Grafiittivaihtimien korkeampi U--arvo mahdollistaa alhaisemmat lähestymislämpötilat ja kompaktimman rakenteen. Kuitenkin missä tahansa työssä PTFE-vaihdin vaatii korkeamman lämpötilan käyttötehon tai suurempia virtausnopeuksia kompensoidakseen sen alhaisempaa kerrointa. Tämä voidaan kääntää seuraavaksi:

Lisää hyötypuolen höyryn tai jäähdytysveden kulutusta,

Suuremmat kiertopumput, suuremmalla virrankulutuksella.

Energiakustannusten vaihtelut voivat olla valtavia kymmenen vuoden jatkuvan käytön aikana – tietyissä olosuhteissa riittävän suuria kumoamaan PTFE:n alkuperäisen kustannusedun. Todelliseen elinkaaritutkimukseen-on sisällyttävä pumppauskustannukset ja käyttökustannukset.

Päätöskehys: Milloin kumpaa käyttää
Ei ole yhtä kustannusvoittajaa. Paras päätös on se, joka minimoi omistamisen kokonaiskustannukset suunnitellun käyttöiän aikana. Kätevä valintaopas:

Milloin valita grafiitti:

Huolto Puhdas, -hapettava happo vakiolämpötilassa.

Liukulle{0}}asennettavat, jälkiasennettavat järjestelmät. Kriittinen kompakti jalanjälki.

Korkea lämmönsiirtoteho on välttämätön (matala lähestymislämpötila).

Ei lämpöpyöräilyä ja iskuja.

Valitse PTFE, jos:

Kestää hapettavia happoja (typpi-, kromi-, sekahapot).

Lämpöpyöräily tai häiriöt ovat yleisiä.

Alkuperäinen budjetti on pienempi (lyhyen aikavälin näkymät).

Pidämme kentän korjattavuuden ja väärinkäytön sietokyvystä.

Avaruus ei tule kysymykseen.

Yhteenveto
Grafiitin ja PTFE:n lämmönvaihtimen kustannusvertailua ei ole mahdollista alentaa yksinkertaiseen neliöhintaan. Grafiitilla on korkeampi lämpötehokkuus ja pienemmät jalanjäljet, mutta siihen liittyy lämpöshokin, hapettumisen ja kalliiden vaihtojen riski. PTFE:llä on parempi kemiallinen kestävyys, mekaaninen kestävyys ja halvempi alkupinta-ala, mutta se vaatii suurempia laitteita, enemmän tilaa ja ehkä suuremman energiankulutuksen. Taloudellisesti järkevä päätös on alkuinvestointien, asennuksen, energian, huollon ja arvioidun käyttöiän yhdistelmä. Tietoisessa hankinnassa tarkastellaan asennus- ja käyttökustannuksia, ei vain tarjousta. On suositeltavaa palkata ammattitaitoinen korroosioinsinööri simuloimaan ainutlaatuiset prosessiolosuhteet ja suorittamaan elinkaarikustannusanalyysin- ennen lopullista materiaalivalintaa.