چگونه می‌توان یک-مقایسه هزینه چرخه عمر بین یک بخاری PFA دیواره ضخیم-دیواره (3 میلی‌متر) و{3}}دیواره نازک (1 میلی‌متر) برای یک سرویس اسید ساینده 10 ساله انجام داد؟

انتخاب یک بخاری-دیواره ضخیم (3 میلی‌متر) در مقابل یک-دیواره نازک (1 میلی‌متر) بخاری PFA برای کارکرد اسید ساینده، به مطالعه هزینه چرخه عمر- (LCC) در طول عمر مورد انتظار (10 سال) نیاز دارد. بخاری دیوار نازک هزینه اولیه کمتر و انتقال حرارت بیشتر (افت دمای کمتر در سراسر دیوار)، اما به دلیل فرسایش و نفوذ عمر کوتاه‌تری دارد. خرید بخاری‌های دیواره{9} ضخیم گران‌تر بوده و انتقال حرارت ضعیف‌تری دارند (نیاز به اندازه بزرگ‌تر یا چگالی وات بالاتری دارند) اما عمر طولانی‌تری دارند. برای یک سرویس اسید ساینده معمولی (20٪ HCl با 1٪ ماسه سیلیس، جریان 90 درجه، 2 متر بر ثانیه) یک بخاری PFA 1 میلی متری 0.5-1 سال دوام می آورد. یک بخاری 3 میلی متری 4{24}}6 سال دوام می آورد. در طول عمر 10-ساله، بخاری دیوار نازک{{32} به 10 تا 20 تعویض نیاز دارد، اما بخاری دیوار ضخیم تنها به 2 تا 3 تعویض نیاز دارد. بخاری با دیواره ضخیم بزرگتر است و هزینه شروع بیشتری دارد، اما LCC کلی 40 تا 60٪ کمتر است. مبادله با استفاده از روش مقایسه LCC که در ادامه توضیح داده می شود، کمی سازی می شود.

مدل هزینه چرخه زندگی
مجموع LCC=هزینه اولیه + هزینه تعویض + هزینه انرژی + هزینه خرابی + هزینه دفع.

برای یک بخاری 6 کیلو واتی (معمولی برای مخزن 2000 لیتری):

پارامتر نازک-دیواره (1 میلی متر) ضخیم-دیواره (3 میلی متر) یادداشت ها
بخاری $400 $1، 200 3x بیشتر برای دیواره های ضخیم
هزینه نصب (هر کدام) 150 دلار 150 دلار نیروی کار، اتصالات
عمر مورد انتظار (سال) 0.75 5 بر اساس نرخ فرسایش 0.8 میلی‌متر در سال (ماسه سیلیسی)
تعویض بیش از 10 سال 13 2 10/0.75=13.3 10/5=2 کل بخاری + هزینه نصب 400+13×(400+13×(400+150)=150)=400 + 7،{10}}،{11}}،{12}}،200+2×(1،{15 }}×(1،200+150)=150)=1،200 + 2،700=2،700=3،900 دیواره ضخیم- 3650 دلار پس انداز
راندمان انرژی 85 % 95 % دیوار ضخیم تر به معنی تلفات حرارتی بیشتر است
هزینه انرژی سالانه (در 0.10 دلار/کیلووات ساعت، 8000 ساعت در سال، 6 کیلووات) 6 کیلو وات × 8000 × 0.10× (1/0.95){10}}،{11}} کیلووات × 8000 × 0.10×(1/0.85)=5،647ضخامت-594 دلار اضافی در سال
10-هزینه انرژی سالانه 50,530 دلار، 56,470 دلار، دیوار نازک باعث صرفه جویی در 5,940 دلار می شود
هزینه توقف برای هر تعویض (8 ساعت @ 500 دلار در ساعت) 4000 دلار / رویداد 4000 دلار / رویداد خروجی از دست رفته
کل هزینه خرابی بیش از 10 سال 13 x 4،000=4،000=52،000 2 x 4،000=4،000=8،000 دیواره ضخیم باعث صرفه جویی 44000 دلاری می شود
هزینه دفع (هر کدام) 50 دلار 50 دلار جزئی
کل عمر-هزینه چرخه (10 سال) 7،550+7،550+50،530 + 52،000=52،000=110،080 3،900+3،900+56،470 + 8،000=8،{13}}}،{13}}}،{13}}،{13}}،{13}}،{13}}،{13}}،{13}}،{13}}،{13}}،{13}}، 370 دلار ضخیم، 370 دلار صرفه جویی شده است
تجزیه و تحلیل حساسیت
مقایسه LCC وابسته به مفروضات است. هر پارامتر را تغییر دهید:

مزیت متغیر نازک-دیواره ضخیم-دیواره نازک Benefit Point of Break One
نسبت عمر بخاری (ضخیم/ نازک) - ضخامت برنده است اگر نسبت عمر > 2.5× ضخامت در عمر 3×
هزینه انرژی ($/kWh) اگر انرژی > 0.30 دلار/کیلووات ساعت ضخامت برنده شود، اگر انرژی < 0.15 دلار/کیلووات ساعت ضخامت همچنان با 20 سنت/کیلووات ساعت برنده شود
Downtime cost ($/hr) - Thick wins if downtime >100 دلار در ساعت با قیمت 50 دلار در ساعت، نازک ممکن است رقابتی باشد
ساییدگی (نرخ فرسایش) - هر چه ضخیم تر باشد با افزایش سایندگی بهتر است نازک بودن در سایش کم غالب شود (1 میلی متر تا 5 سال دوام می آورد)
نرخ بهره (تخفیف) - بردهای ضخیم (به تعویق انداختن هزینه ها) تخفیف به نفع ضخیم (پس انداز آینده)
وقتی دیوار نازک-بهتر است
بخاری‌های دیواره نازک- (1 میلی‌متر) می‌توانند LCC کاهش یافته را زمانی که:

سایش کم (بدون ذرات، اسید تمیز) 1 میلی متر طول عمر=3 تا 5 سال، ضخامت=8 تا 10 سال. نسبت عمر پایین تر است و صرفه جویی در انرژی Thin مهمتر است

Very high energy cost (>0.30 دلار / کیلووات ساعت) جریمه بازده 10 درصدی دیوار ضخیم اضافه می شود.

هزینه خرابی کم (<$100/hr ) production loss cheap, frequent replacements less uncomfortable.

عمر پروژه کوتاه (<3 years): High initial cost of thicks may not be recouped.

محدودیت فضا: دیوار ضخیم به بخاری بزرگتر (سطح بزرگتر برای قدرت برابر) نیاز دارد که ممکن است مناسب نباشد.

فرمول LCC برای مقایسه سریع آسان شده است
برای استفاده سریع حدس زدن:

N=تعداد تعویض در 10 سال=10 / L_نازک - 10 / L_ضخامت (L در سال)

اگر (هزینه_ضخیم - هزینه_نازک)*(N+1)*(1 + ضریب_وقوع) + (ضخامت_انرژی - انرژی_نازک)* ضخامت ۱۰ < ۰ ارزان‌تر است.

برای مثال بالا: L_thin=0.75 L_Thick=5 N=13.3-2=11.3. تفاوت هزینه=800.800=توقف در هر تعویض زمان توقف به ازای هر تعویض=4000. تفاوت انرژی سالانه=594Thicksaves:594 Thicksaves:800 x 12.3؟ فقط یک دقیقه، فرمول نیاز به کمی کار دارد. برای دقیق بودن از جدول کامل LCC استفاده کنید.

یک پیشنهاد عملی برای سرویس اسید ساینده
For abrasive acid service with particle hardness >زندگی فرسایشی 5 Mohs (سیلیکا، آلومینا) غالب است. هزینه اولیه و جریمه انرژی بیشتر است، اما هزینه چرخه عمر-در مدت 10 سال 30-50% برای بخاری ضخیم-دیواره (3 میلی متر) PFA نسبت به بخاری دیوار نازک (1 میلی متر) کمتر است، عمدتاً به دلیل کاهش زمان توقف برای تعویض. سود LCC با موارد زیر افزایش می یابد:

Cost of downtime (>200 دلار در ساعت)

Longer project duration (>5 سال)

سایندگی بیشتر (دوام نازک-دیواره کوتاهتر)

دیوار 3 میلی متری را برای هر سرویس اسید ساینده در زمانی که مخزن بیش از 4000 ساعت در سال کار می کند مشخص کنید. برای سرویس دهی کم-یا متناوب، ممکن است دیوار 2 میلی متری بهینه باشد. از جدول بالا برای انجام LCC خود و درج هزینه های خود استفاده کنید. 800 دلار اضافی برای یک بخاری 3 میلی متری، 40 دلار،{10}} در مدت 10 سال صرفه جویی می کند. این یک معامله نیست، این یک سرمایه گذاری است.