Id-Deċiżjoni dwar is-Sors tat-Tisħin
Faċilità tippjana li ssaħħan 12-il tank tal-proċess, li kull wieħed jeħtieġ 40 kW ta' dazju tat-tisħin. Qed jiġu kkunsidrati żewġ għażliet: tinstalla ħiters ta' immersjoni elettriċi f'kull tank, jew tinstalla bojler tal-fwar ċentrali tal-gass naturali -li jservi skambjaturi tas-sħana PTFE f'kull tank.
L-għażla elettrika toffri sempliċità: l-ebda bojler, l-ebda pajpijiet tal-fwar, l-ebda ritorn tal-kondensat, l-ebda trattament tal-ilma. Kull tank għandu l-heater elettriku tiegħu stess, ikkontrollat b'mod indipendenti. L-ispiża kapitali hija t-12-il heater elettriku flimkien ma 'infrastruttura elettrika.
L-għażla tal-fwar teħtieġ bojler, pajpijiet tad-distribuzzjoni tal-fwar, sistema ta 'ritorn tal-kondensat, tagħmir għat-trattament tal-ilma, u 12-il skambjatur tas-sħana PTFE. L-ispiża kapitali hija ogħla. L-ispiża operattiva-dominata mill-enerġija-hija aktar baxxa minħabba li l-gass naturali għal kull unità ta' enerġija jiswa bejn wieħed u ieħor-terz sa-kwart tal-elettriku fil-biċċa l-kbira tas-swieq industrijali.
It-tqabbil tal-ispiża totali ta '10 snin jiddetermina liema għażla tagħti spiża aktar baxxa taċ-ċiklu tal-ħajja, li tirrappreżenta l-enerġija, is-sostituzzjoni tat-tagħmir u l-manutenzjoni.
Id-Differenzjali tal-Ispiża tal-Enerġija
It-tisħin tar-reżistenza elettrika jikkonverti kważi 100% tal-enerġija elettrika għal sħana fil-punt tal-użu. M'hemm l-ebda telf ta 'munzell, l-ebda telf ta' pajpijiet, l-ebda telf ta 'blowdown. L-effiċjenza mogħtija hija essenzjalment 100%.
Il-ġenerazzjoni tal-fwar tal-gass naturali tinvolvi telf ta 'effiċjenza multipli. Bojler industrijali-mantenut tajjeb jopera bi 80-85% tal-fjuwil-għall--effiċjenza tal-fwar. Il-pajpijiet tad-distribuzzjoni tal-fwar jitilfu 5-10% tas-sħana permezz tat-telf tal-insulazzjoni. Is-sistemi tar-ritorn tal-kondensat jitilfu sħana addizzjonali. L-effiċjenza ġenerali tal-fjuwil għall-proċess hija 65-75%.
Minkejja dan it-telf, il-gass naturali huwa tant irħas għal kull unità ta 'enerġija mill-elettriku li l-għażla tal-fwar tirbaħ fuq l-ispiża operattiva. Bi prezzijiet medji tal-enerġija industrijali tal-Istati Uniti-$0.08/kWh elettriku, $4.50/MMBtu gass naturali-l-ispiża għal kull kWh ta' sħana kkonsenjata hija $0.08 għall-elettriku, $0.023 għall-fwar tal-gass naturali (li jammontaw għal 70% ta' effiċjenza ġenerali).
Tabella 1: Tqabbil tal-Ispejjeż Totali ta' 10 Snin (12-il Tank × 40 kW, 6,000 Siegħa/Sena Operazzjoni)
| Element tal-Ispiża | Ħiters bl-immersjoni elettriċi | Boiler Dedikat + Skambjaturi tas-Sħana PTFE |
|---|---|---|
| Spejjeż Kapitali | ||
| Tagħmir tat-tisħin (12-il unità) | $48,000 (12 × $4,000) | $96,000 (12 PTFE × $8,000) |
| Sistema tal-bojler u tal-fwar | $0 | $65,000 (installat) |
| Aġġornament tal-infrastruttura elettrika | $25,000 | $0 |
| Kapital totali | $73,000 | $161,000 |
| Spejjeż Operattivi Annwali | ||
| Spiża tal-enerġija | $230,400 (2,880 MWh × $0.08) | $82,800 (3,600 MWh ekwivalenti × $0.023) |
| Sostituti tal-heater (elementi elettriċi kull sentejn) | $48,000 (6 sostituzzjonijiet/sena × $4,000 × 10 snin=$240,000 / 10) | $0 (PTFE >ħajja ta' 10 snin) |
| Manutenzjoni tal-bojler u trattament tal-ilma | $0 | $8,000 |
| Operazzjoni annwali totali | $278,400 | $90,800 |
| Spejjeż Totali ta' 10 Snin | $2,857,000 | $1,069,000 |
L-ispiża tas-sostituzzjoni tat-tagħmir
Ħiters elettriċi ta 'immersjoni għandhom ħajja ta' servizz finita. F'banjijiet kimiċi korrużivi, anki elementi elettriċi miksija jonqsu fi żmien 2-3 snin minħabba korrużjoni tal-għant jew nuqqas ta 'siġill. Matul 10 snin, kull wieħed mit-12-il tank jeħtieġ 3-5 sostituzzjonijiet tal-heater. L-ispiża ta' sostituzzjoni kumulattiva toqrob jew taqbeż l-ispiża kapitali inizjali.
L-iskambjaturi tas-sħana PTFE imsaħħna bil-fwar m'għandhom l-ebda elementi elettriċi biex ifallu. Il-mazz ta' tubi PTFE, iddisinjat sew għall-pressjoni u t-temperatura tal-fwar, idum 10+ snin mingħajr sostituzzjoni. L-ispiża ta' sostituzzjoni tat-tagħmir ta' 10-sena għall-għażla tal-fwar hija qrib iż-żero għat-tagħmir tal-ġenb tat-tank.
Il-bojler innifsu jeħtieġ manutenzjoni-tindif tat-tubi, servizz tal-berner, trattament tal-ilma-iżda dawn l-ispejjeż huma prevedibbli u modesti meta mqabbla mal-ispiża tas-sostituzzjoni ripetuta tal-ħiters tal-immersjoni elettriċi f'ambjenti kimiċi aggressivi.
Il-Kunsiderazzjoni ta' Flessibilità u Redundancy
L-għażla tal-fwar toffri flessibilità operattiva. Il-bojler jista' jservi ħtiġijiet addizzjonali ta' tisħin tal-proċess lil hinn mit-12-il tank-tisħin tal-ispazju, tisħin tas-soluzzjoni tat-tindif, jew tankijiet ta' espansjoni futuri. L-għażla elettrika sservi biss it-tankijiet u ma toffri l-ebda benefiċċju ta 'tixrid.
Jekk il-bojler jeħtieġ manutenzjoni, it-tankijiet jistgħu jkomplu joperaw fuq ilma sħun maħżun jew throughput imnaqqas. Jekk heater elettriku jfalli f'tank wieħed, dak it-tank ikun barra mill-produzzjoni sakemm il-heater jinbidel. L-iskambjatur tal-PTFE, billi huwa intrinsikament aktar affidabbli, inaqqas iżda ma jeliminax dan ir-riskju-madankollu, il-bojler innifsu jżid riskju ta' falliment ta'-punt wieħed li għandu jiġi mmaniġġjat permezz ta' ppjanar ta' redundancy jew ta' kontinġenza.
Sommarju
Fuq perjodu ta' 10-snin, il-kombinazzjoni ta' bojler tal-gass naturali dedikat u skambjaturi tas-sħana PTFE tiswa madwar $1,069,000 totali, meta mqabbla ma' $2,857,000 għal ħiters ta' immersjoni elettriċi-tnaqqis ta '63%. L-ispiża kapitali tas-sistema tal-fwar hija ogħla ($ 161,000 vs $ 73,000), iżda l-iffrankar tal-ispiża tal-enerġija ta '$ 147,600 fis-sena u l-eliminazzjoni ta' sostituzzjonijiet rikorrenti ta 'heaters elettriċi jirkupraw id-differenza kapitali fl-ewwel sena ta' tħaddim.
Għal faċilitajiet bi tliet tankijiet imsaħħna jew aktar, il-kombinazzjoni tal-fwar-plus-PTFE hija l-għażla tal-ispiża totali aktar baxxa. Il-punt ta 'qsim jiddependi fuq il-prezzijiet tal-enerġija lokali, il-korrużività tal-kimiċi tal-proċess (li jiddetermina l-frekwenza ta' sostituzzjoni tal-heater elettriku), u d-disponibbiltà tal-infrastruttura tal-fwar eżistenti.
Analiżi tal-inġinerija għat-tqabbil tas-sors tat-tisħin f'kundizzjonijiet speċifiċi tal-faċilità hija disponibbli fuq is-sottomissjoni tan-numru u d-daqs tat-tankijiet, ir-rati tal-elettriku u tal-gass lokali, il-kimika tal-proċess, u l-infrastruttura tal-utilità eżistenti.
