Η απόφαση για τις υποδομές
Μια εγκατάσταση χημικής επεξεργασίας λειτουργεί 10 θερμαινόμενες δεξαμενές χρησιμοποιώντας ηλεκτρικούς θερμαντήρες εμβάπτισης χαλαζία. Οι θερμαντήρες χαλαζία αποτυγχάνουν κάθε 6-12 μήνες λόγω θερμικού σοκ και μηχανικής κρούσης. Κάθε βλάβη κοστίζει 2.500 $ για αντικατάσταση θερμαντήρα, συν 4 ώρες διακοπής λειτουργίας. Η ηλεκτρική ενέργεια κοστίζει 0,10 $/kWh. Δεν υπάρχει υπάρχουσα υποδομή ατμού - δεν υπάρχει λέβητας, δεν υπάρχουν σωληνώσεις ατμού, δεν υπάρχει επιστροφή συμπυκνώματος.
Η εγκατάσταση εξετάζει το ενδεχόμενο εγκατάστασης ενός ατμολέβητα-φυσικού αερίου και τη μετατροπή και των 10 δεξαμενών σε εναλλάκτες θερμότητας PTFE. Η μετατροπή απαιτεί επένδυση κεφαλαίου στον λέβητα, τις σωληνώσεις διανομής ατμού, το σύστημα επιστροφής συμπυκνωμάτων, τον εξοπλισμό επεξεργασίας νερού και τους ίδιους τους εναλλάκτες PTFE. Η απόφαση απαιτεί σύγκριση συνολικού κόστους ιδιοκτησίας 15 ετών για να καθοριστεί εάν η επένδυση στην υποδομή ατμού δικαιολογείται από την εξοικονόμηση λειτουργικού κόστους.
Η Ανάλυση Επενδύσεων Κεφαλαίου
Το κεφαλαιουχικό κόστος της υποδομής ατμού περιλαμβάνει έναν συσκευασμένο λέβητα πυροσωλήνα μεγέθους για τη συνολική ζήτηση θέρμανσης (10 δεξαμενές × 40 kW=400 kW σύνολο, περίπου 600 kg/h ατμός), ένα σύστημα επεξεργασίας νερού τροφοδοσίας (μαλακτικό και χημική δοσομέτρηση), σωληνώσεις διανομής ατμού με μόνωση, σωληνώσεις επιστροφής συμπυκνωμάτων, λήπτη ψύξης και συμπυκνωτή, ψύκτη και συμπυκνωτή. Η μηχανική, η εγκατάσταση και η θέση σε λειτουργία προσθέτουν στο σύνολο.
Το κόστος κεφαλαίου του εναλλάκτη θερμότητας PTFE είναι 10 μονάδες στα 9.500 $ η κάθε εγκατάσταση. Το κόστος αντικατάστασης του θερμαντήρα χαλαζία είναι σε εξέλιξη-Διάστημα αντικατάστασης 6-12 μηνών-και αποτυπώνεται στη ροή λειτουργικού κόστους.
| Στοιχείο Κεφαλαιακού Κόστους | Steam + Επιλογή PTFE | Επιλογή ηλεκτρικού χαλαζία |
|---|---|---|
| Ατμολέβητας (συσκευασμένη μονάδα 600 kg/h) | $85,000 | $0 |
| Σύστημα επεξεργασίας νερού τροφοδοσίας | $18,000 | $0 |
| Σωληνώσεις διανομής ατμού (μονωμένοι) | $32,000 | $0 |
| Σύστημα επιστροφής συμπυκνωμάτων | $22,000 | $0 |
| Μηχανική και εγκατάσταση | $35,000 | $0 |
| Εναλλάκτες θερμότητας PTFE (10 × 9.500 $) | $95,000 | $0 |
| Ηλεκτρικές θερμάστρες χαλαζία (υπάρχουσες 10 × 2.500 $) | $0 | $0 (ήδη εγκατεστημένο) |
| Συνολικό κεφάλαιο | $287,000 | $0 |
Σύγκριση 15ετούς λειτουργικού κόστους
Το ενεργειακό κόστος είναι το κυρίαρχο λειτουργικό κόστος. Η ηλεκτρική θέρμανση χαλαζία στα 0,10 $/kWh αποδίδει 10 × 40 kW × 6.000 ώρες/έτος=2, 400.000 kWh/έτος με κόστος 240.000 $/έτος. Η επιλογή ατμού χρησιμοποιεί φυσικό αέριο στα 4,50 $/MMBtu. Ένας λέβητας που λειτουργεί με απόδοση 82% παράγει ατμό με αποτελεσματικό κόστος θερμότητας περίπου 0,019 $/kWh ισοδύναμο. Το ετήσιο κόστος ενέργειας είναι 2.400.000 × $0.019=45.600 $. Η ετήσια εξοικονόμηση ενέργειας με ατμό είναι 194.400 $.
Οι αντικαταστάσεις θερμαντήρα χαλαζία πραγματοποιούνται με ρυθμό 1,5 ανά θερμαντήρα ανά έτος (MTBF 8 μήνες). Με 2.500 $ ανά θερμάστρα συν 800 $ εργασία εγκατάστασης και 2.000 $ κόστος διακοπής λειτουργίας, το ετήσιο κόστος αντικατάστασης είναι 10 × 1,5 × 5 $,300=79.500 $. Οι εναλλάκτες PTFE δεν απαιτούν αντικατάσταση κατά την περίοδο των 15 ετών.
| Στοιχείο λειτουργικού κόστους (ετήσιο) | Steam + PTFE | Ηλεκτρικός Χαλαζίας |
|---|---|---|
| Ενέργεια | $45,600 | $240,000 |
| Αντικαταστάσεις καλοριφέρ | $0 | $79,500 |
| Συντήρηση λέβητα | $8,500 | $0 |
| Χημικά επεξεργασίας νερού | $3,200 | $0 |
| Συντήρηση PTFE (μόνο επιθεώρηση) | $2,000 | $0 |
| Συνολική ετήσια λειτουργία | $59,300 | $319,500 |
Το 15ετές σωρευτικό αποτέλεσμα
| Κατηγορία κόστους | Steam + PTFE | Ηλεκτρικός Χαλαζίας |
|---|---|---|
| Κεφάλαιο | $287,000 | $0 |
| 15ετής λειτουργία | $889,500 | $4,792,500 |
| Συνολικό κόστος 15ετίας | $1,176,500 | $4,792,500 |
| Εξοικονόμηση Steam + PTFE | – | $3,616,000 |
Η περίοδος απόσβεσης
Η ετήσια λειτουργική εξοικονόμηση 260.200 $ ανακτά την επένδυση κεφαλαίου $287.000 σε περίπου 13 μήνες. Από το έτος 2 έως το έτος 15, η εξοικονόμηση είναι η καθαρή μείωση του λειτουργικού κόστους. Η επένδυση σε υποδομή ατμού, αν και σημαντική, δικαιολογείται σαφώς από την εξοικονόμηση ενέργειας και κόστους αντικατάστασης.
Περίληψη
Η εγκατάσταση υποδομής ατμού και η μετατροπή σε εναλλάκτες θερμότητας PTFE εξοικονομεί περίπου 3.616.000 $ σε 15 χρόνια σε σύγκριση με τη συνέχιση με ηλεκτρικούς θερμαντήρες χαλαζία σε μια εγκατάσταση 10{10}}δεξαμενών χωρίς υπάρχοντα ατμό. Η επένδυση κεφαλαίου των $287.000 ανακτάται μέσω λειτουργικών αποταμιεύσεων σε 13 μήνες. Η κυρίαρχη εξοικονόμηση είναι το κόστος ενέργειας{11}}το κόστος του ατμού φυσικού αερίου είναι περίπου το ένα-το ένα πέμπτο της ηλεκτρικής ενέργειας ανά μονάδα παρεχόμενης θερμότητας-ακολουθούμενα από τις αντικαταστάσεις θερμαντήρων χαλαζία που έχουν εξαλειφθεί. Η επιλογή ατμού{15}}συν-PTFE είναι η επιλογή χαμηλότερου συνολικού κόστους για οποιαδήποτε εγκατάσταση με περισσότερες από 3-4 θερμαινόμενες δεξαμενές.
Η τεχνική υποστήριξη για την υποδομή ατμού και την ανάλυση επένδυσης εναλλάκτη θερμότητας PTFE είναι διαθέσιμη με την υποβολή του αριθμού δεξαμενών και των δασμών θερμότητας, των τοπικών τιμών ηλεκτρικής ενέργειας και αερίου, του υπάρχοντος τύπου θερμαντήρα και συχνότητας αντικατάστασης και του διαθέσιμου χώρου για εγκατάσταση λέβητα.
