El cost ocult dels intercanviadors de calor externs
Un intercanviador de calor extern convencional-carcassa-i-tub, placa-i-estructura o espiral-requereix dues penetracions de tanc: una sortida de fluid de procés a l'intercanviador i una entrada de retorn de l'intercanviador. Cada penetració és un broquet amb brida soldat o bridat a la paret del dipòsit. Cadascun requereix una vàlvula de bloqueig, canonades cap a i des de l'intercanviador, una bomba de circulació, canonades d'aspiració i descàrrega de la bomba i suports estructurals per a tot l'anterior.
Aquests components no són gratuïts. Representen una fracció important del cost instal·lat total del sistema de calefacció-sovint superant el cost del propi intercanviador de calor. Un intercanviador de calor de PTFE dins del-tanc, immers directament en el fluid del procés, elimina les penetracions del dipòsit, la canonada externa, la bomba de circulació i els seus suports estructurals associats. L'estalvi de costos instal·lats pot ser substancial.
El desglossament de costos
Una comparació d'un sistema de calefacció de 50 kW per a un dipòsit de procés de 10.000-litres il·lustra la diferència de cost. L'opció A utilitza un intercanviador de calor-i tubs externs de titani amb una bomba de circulació i canonades d'interconnexió. L'opció B utilitza una reixeta d'immersió de PTFE instal·lada directament al dipòsit.
| Element de cost | Carcassa externa-i-tub (titani) | A la-quadrícula de PTFE del tanc |
|---|---|---|
| Equip d'intercanviador de calor | $18,000 | $9,500 |
| Penetracions del dipòsit (2 broquets amb brides DN80) | 3.200 $ (materials + soldadura + NDE) | $0 |
| Vàlvules de bloqueig (2) | $1,800 | $0 |
| Bomba de circulació (incloent motor i placa base) | $6,500 | $0 |
| Tubs d'aspiració/descàrrega de la bomba (10 m en total) | $4,200 | $0 |
| Suports de canonades i acer estructural | $2,500 | $0 |
| Aïllament (canvies i intercanviadors externs) | $1,500 | $0 |
| Alimentació elèctrica al motor de la bomba | $2,000 | $0 |
| Mà d'obra d'instal·lació (ajustament de canonades, soldadura, electricitat) | $9,000 | $2,500 |
| Posada en marxa (rentat, prova de pressió, controls) | $2,500 | $800 |
| Cost total instal·lat | $51,200 | $12,800 |
Estalvi d'energia de la bomba en curs
La bomba de circulació per a l'intercanviador extern consumeix energia elèctrica contínuament durant el funcionament. Un motor de bomba de 3 kW que funciona 6.000 hores a l'any consumeix 18.000 kWh. A una tarifa d'electricitat industrial de 0,08 $/kWh, el cost anual de l'energia de la bomba és de 1.440 $.
L'intercanviador de PTFE dins del-tanc no requereix cap bomba de circulació. L'agitació del tanc-dispersió d'aire existent, l'agitador mecànic o la convecció natural-proporcionen el moviment del fluid per a la transferència de calor. L'estalvi d'energia anual de 1.440 dòlars és permanent i recurrent. Durant els 15 anys de vida de l'intercanviador de PTFE, l'estalvi acumulat d'energia de la bomba ascendeix a 21.600 dòlars, més que el cost instal·lat del propi intercanviador de PTFE.
També s'eliminen els costos de manteniment de la bomba-substitucions de segells, lubricació de coixinets i desgast de l'impulsor-. Un pressupost anual de manteniment de la bomba de 800 dòlars afegeix 12.000 dòlars més durant els 15 anys de vida.
El benefici d'espai i disseny
L'intercanviador de calor extern i la seva bomba ocupen una superfície adjacent al dipòsit{0}}normalment 4-6 m², incloent-hi els espais d'accés. A les plantes químiques congestionades, aquest espai pot no estar disponible sense reubicar altres equips. L'intercanviador de PTFE dins del dipòsit no ocupa espai al sòl. Utilitza el volum dins del dipòsit que ja està assignat al procés.
L'eliminació de la bomba de circulació també elimina una font de soroll, un punt de fuga potencial (segell de la bomba) i un requisit d'accés de manteniment. El sistema simplificat té menys components per fallar, menys peces de recanvi per emmagatzemar i menys procediments de manteniment per documentar.
Resum
Un intercanviador de calor de PTFE dins del-tanc elimina la necessitat de penetracions de tancs, canonades externes, bomba de circulació i suports estructurals que requereixen un intercanviador-i-de tubs externs. L'estalvi total de costos instal·lats per a un sistema de 50 kW és d'aproximadament 38.400 $-una reducció del 75% en comparació amb un sistema de titani extern. Els estalvis addicionals continuats per l'eliminació de l'energia de la bomba i el manteniment sumen 36 $,000+ durant els 15 anys de vida útil de l'equip. Per a aplicacions on la immersió del tanc és factible, l'enfocament de PTFE dins del tanc ofereix una economia superior.
El suport d'enginyeria per a la comparació de costos d'intercanviador de calor dins-del tanc amb l'extern està disponible quan s'envien les dimensions del dipòsit, el servei de calor, les propietats del fluid de procés i el volum intern del dipòsit disponible.
