تجزیه و تحلیل هزینه-انتخاب لوله‌های حرارتی تیتانیوم خالص در مقابل لوله‌های گرمایش با پوشش PFA برای تولید تخمیر مداوم طولانی‌مدت

لوله‌های حرارتی تیتانیوم خالص و لوله‌های گرمایش با پوشش کاملاً PFA{0}}دو محلول حرارتی ضد خوردگی اولیه هستند که کارخانه‌های تخمیر مواد غذایی و دارویی با آن‌ها مواجه می‌شوند. اغلب، خریداران فقط یک بار هزینه تدارکات را مقایسه می‌کنند و-از دست دادن طولانی‌مدت عملیات، کار تعمیر و نگهداری، تلفات بسته شدن و دفعات تعویض را در نظر نمی‌گیرند. این مقاله تمام-هزینه‌های جامع و مزایای اقتصادی چرخه را در شرایط کار تخمیر مداوم، کمیت می‌کند، بنابراین داده‌ها را برای تصمیم‌گیری{6}}فرایند انتخاب مواد تجهیزات ارائه می‌کند.

1. مقایسه هزینه تدارکات اولیه یک بار انجام شد
به عنوان معیار، همان لوله گرمایش مشخصات را انتخاب کنید (فلنج DN50، طول کل 1800 میلی متر، توان نامی 12 کیلو وات):

لوله گرمایش با پوشش کامل PFA: هزینه مواد خام کم (پایه فولاد کربنی + پوشش نازک فلوروپلاستیک). کارخانه‌های کوچک با سرمایه اولیه محدود می‌توانند از آستانه ورودی پایین، چرخه تحویل کوتاه و قیمت خرید واحدی که تقریباً 40 تا 50 درصد کمتر از لوله‌های تیتانیوم خالص است بهره ببرند.

لوله حرارتی تیتانیوم خالص درجه 2: عملیات غیرفعال سازی یکپارچه + جوشکاری محافظ آرگون + بستر فلزی تیتانیوم با قیمت{3} بالا. سرمایه گذاری اولیه به طور قابل توجهی بالاتر است، با هزینه خرید 45٪ تا 60٪ بیشتر از لوله های استاندارد با پوشش PFA{7}} با همان ابعاد.

2. عمر سرویس و فرکانس جایگزینی (محیط تخمیر استاندارد: اسید آلی + کلرید، اسید معمولی-CIP پایه، تولید مداوم 24 ساعته)
میانگین عمر مفید مجرای گرمایشی با پوشش PFA 1.5 تا 2 سال است. سوراخ‌ها، ترک‌های زیر سایش ذرات، چرخه حرارتی مکرر و برخورد ابزار به راحتی توسط پوشش‌های فلوروپلاستیک ایجاد می‌شوند. در عرض 1 تا 4 هفته پس از خرابی پوشش، بستر داخلی فولاد کربنی سوراخ شده و تراوش می‌کند و در غیاب گزینه‌های تعمیر محلی، نیاز به تعویض کامل لوله است. میانگین مقدار جایگزینی سالانه: 0.5-0.7 مجموعه در هر قطعه اصلی تجهیزات.

عمر تعمیر و نگهداری استاندارد یک لوله حرارتی تیتانیوم خالص 3 تا 5 سال است. پولیش و غیرفعال سازی مجدد را می توان برای ترمیم خراش های جزئی سطح استفاده کرد، در حالی که نظارت منظم بر ضخامت برای رفع نازک شدن جزئی دیوار کافی است. برای اصلاح خوردگی موضعی جوش می توان از جوش ثانویه استفاده کرد. میانگین مقدار جایگزینی سالانه برای تجهیزات اصلی 0.15-0.25 مجموعه است.

3. هزینه مواد کمکی و کار تعمیر و نگهداری
هزینه نگهداری لوله‌های پوشش‌دار PFA-
هیچ قابلیت تعمیر محلی وجود ندارد. هرگونه آسیب به پوشش مستلزم جداسازی، جداسازی و تعویض{0}}کل لوله است.

تعویض مخزن مستلزم خاموش شدن مکرر مخزن است که تخلیه، تمیز کردن و استریل کردن مجدد آبگوشت تخمیر را- ضروری می کند. هر تعویض نیاز به توقف 3 تا 4 ساعته مخزن دارد.

تلفات کمکی: تعویض مکرر واشرهای PTFE که در حین جداسازی مکرر آسیب دیده اند و همچنین دور ریختن لوله های پوششی تاریخ مصرف نشده. کار تعمیر و نگهداری سالانه و هزینه کمکی تقریباً 75٪ از قیمت خرید اصلی لوله است.

هزینه نگهداری یک لوله تیتانیوم خالص است
تعمیر حفره های محلی را می توان در طول تعمیرات اساسی ماهانه مخزن سازماندهی کرد. تعمیر و نگهداری معمول فقط نیاز به شستشوی آنلاین و درمان مجدد{1}}منفعل دوره ای دارد که می تواند بدون نیاز به خاموش شدن مخزن انجام شود.

کاهش دفعات جداسازی قطعات، کاهش مصرف واشرها و رفع نیاز به خراش دادن منظم کل لوله ها. کار تعمیر و نگهداری سالانه و هزینه کمکی تقریباً 18٪ از قیمت خرید اصلی لوله است.

4. از دست دادن خاموش شدن تولید (هسته هزینه بالای لوله های پوشش داده شده PFA را پنهان می کند)
ارزش خروجی روزانه تولید مداوم مخزن تخمیر بالا است. با این حال، یک خاموشی اضطراری برنامه‌ریزی نشده به دلیل نشت لوله گرمایش منجر به خسارات اقتصادی قابل توجهی مانند تأخیر در تحویل، دور ریخته شدن محیط تخمیر، و کار مجدد استریل‌سازی می‌شود.

عمر کوتاه و نشتی غیرقابل پیش بینی سوراخ سوزنی پوشش منجر به 2 تا 3 خاموشی برنامه ریزی نشده در سال برای لوله های با پوشش PFA می شود. از دست دادن خاموش شدن اضطراری به طور قابل توجهی پرهزینه تر از هزینه یک لوله گرمایش است.

لوله تیتانیوم خالص: خرابی ها معمولاً پیشرونده و قابل پیش بینی هستند، با کاهش ضخامت دیواره که امکان تعویض برنامه ریزی شده را در طول تعمیر و نگهداری معمول مخزن فراهم می کند. عملا هیچ خاموشی اضطراری برنامه ریزی نشده ای وجود ندارد.

5. اختلاف انتقال حرارت منجر به از دست دادن مصرف انرژی می شود.
پوشش فلوروپلاستیک PFA رسانایی حرارتی کمی دارد و یک لایه مقاومت حرارتی ضخیم روی سطح گرمایش ایجاد می کند. در صورتی که قدرت گرمایش معادل باشد:

لوله‌های پوشش‌داده‌شده PFA 25 تا 40 درجه در دمای هسته لوله افزایش می‌یابند که در مقایسه با لوله‌های تیتانیوم، 8 تا 12 درصد در مصرف برق طولانی‌مدت افزایش می‌یابد. این به دلیل از دست دادن حرارت جزئی است. طول عمر قطعات گرمایشی با تسریع پیری سیم مقاومت حرارتی داخلی به دلیل دمای بالای هسته کاهش می یابد.

لوله تیتانیوم خالص: شامل یک دیوار فلزی با رسانایی حرارتی بالا، دمای سطح یکنواخت، مقاومت حرارتی کم و راندمان تبادل حرارتی پایدار است. این منجر به صرفه جویی سالانه برق 10% برای کار طولانی مدت می شود.

6. تمایز در هزینه برای رسانه های خاص
فرآیند تمیز کردن جوشاندن قلیایی قوی یا مایع تخمیر حاوی فلوراید: استفاده از لوله های تیتانیوم خالص ممنوع است. در عوض، لوله‌های پوشش‌دار PFA{0}}باید انتخاب شوند. هیچ رویکرد جایگزینی وجود ندارد.

تخمیر معمولی فلوراید{0}}تخمیر اسید آلی رایگان: هزینه کامل چرخه- یک مزیت اقتصادی بی چون و چرا برای لوله های تیتانیوم است.

7. جدول مقایسه هزینه جامع برای چرخه عمر کامل (معیار چرخه عملیات 5 ساله)
ورودی:

آیتم ارزیابی هزینه لوله گرمایش تیتانیوم خالص با پوشش کامل PFA لوله گرمایشی مزیت اقتصادی حزب
یک-سرمایه گذاری زمانی کم (پایه 100%) بیش از حد (150% هزینه PFA) کوتاه مدت-PFA
پنج{0}}هزینه تعویض تجمعی پنج ساله تعداد زیادی تغییر لوله کامل در سطح بالا کم، با جایگزین‌های محدود-قرار گرفتن در معرض تیتانیوم طولانی مدت
کار و لوازم جانبی برای نگهداری سالانه مقدار قابل توجهی از مصرف که اغلب اتفاق می افتد تیتانیوم به حداقل تعمیر و نگهداری معمول نیاز دارد.
زیان اقتصادی ناخواسته در حین بسته شدن تقریباً بدون خاموشی غیرمنتظره توقف اضطراری شدید و مکرر تیتانیوم
هزینه برق اضافی 8% تا 12%-هزینه مصرف انرژی بلندمدت تیتانیوم یک ماده صرفه جویی در انرژی- است که راندمان انتقال حرارت بالایی دارد.
مجموع هزینه جامع در یک دوره پنج ساله-: 100% از خط پایه فقط 60% تا 70% از کل هزینه PFA مزیت آشکار تیتانیوم این است که
خلاصه فشرده
در مورد خطوط تولید تخمیر مداوم{0}}رایگان-فلوراید، لوله‌های حرارتی تیتانیوم خالص نیاز به بودجه خرید اولیه بالاتری دارند. با این حال، عمر طولانی، عیوب قابل تعمیر، فرکانس نگهداری پایین، صفر تلفات خاموش شدن برنامه‌ریزی نشده، و راندمان انتقال حرارت بالا منجر به یک چرخه کامل 5 ساله هزینه جامع می‌شود که به طور قابل‌توجهی کمتر از لوله‌های گرمایش با روکش PFA است. این امر به طور کلی منافع اقتصادی قابل توجهی را به همراه دارد. لوله‌های پوشش‌داده‌شده PFA فقط برای استفاده کوتاه‌مدت در تولید متناوب دسته‌ای کوچک یا رسانه‌های حاوی یون‌های فلوراید مقرون‌به‌صرفه هستند. لوله‌های تیتانیوم خالص انتخاب ارجح برای پروژه‌های تخمیر پیوسته حجیم به منظور کاهش هزینه‌های عملیات جامع هستند.