Ukryty kalendarz konserwacji
Wymienniki ciepła ze stali nierdzewnej w procesach chemicznych wymagają okresowej pasywacji w celu utrzymania odporności na korozję. Pasywna warstwa tlenku chromu, która chroni stal, z czasem ulega degradacji, szczególnie w środowiskach redukujących lub po czyszczeniu mechanicznym. Pasywacja przywraca ten film za pomocą kwasu azotowego lub kwasu cytrynowego.
Trawienie jest bardziej agresywną procedurą wymaganą, gdy na powierzchni stali pojawia się kamień, zanieczyszczenia żelazem lub produkty korozji. W wytrawianiu wykorzystuje się mieszaniny kwasu-fluorowodorowego w celu rozpuszczenia zanieczyszczeń powierzchniowych i cienkiej warstwy metalu nieszlachetnego, odsłaniając świeży stop do ponownej pasywacji.
Każda procedura pochłania środki chemiczne, pracę i czas produkcji. Każde z nich generuje odpady niebezpieczne wymagające licencjonowanej utylizacji. Każdy z nich jest powtarzany co roku lub co pół roku-przez cały okres użytkowania sprzętu. W ciągu 10-letniego okresu użytkowania te procedury konserwacyjne kumulują znaczne koszty, które są niewidoczne przy początkowej decyzji o zakupie sprzętu.
Wymiennik ciepła PTFE nie wymaga pasywacji ani trawienia. Materiał jest sam w sobie-odporny na korozję. Nie ma folii pasywnej, którą trzeba konserwować. Wyeliminowanie tych rutynowych procedur generuje wymierne roczne oszczędności OPEX.
Składniki kosztów pasywacji i trawienia
Typowa procedura pasywacji dużego wymiennika ciepła ze stali nierdzewnej obejmuje opróżnienie strony technologicznej, płukanie, cyrkulację ogrzanego roztworu kwasu azotowego przez 30–60 minut, spuszczenie i zobojętnienie kwasu, płukanie do neutralnego pH i ponowne uruchomienie. Procedura pochłania 6-8 godzin przestoju produkcyjnego.
Koszty chemiczne pojedynczej pasywacji obejmują kwas, chemikalia neutralizujące i uzdatnianie wody do płukania. Koszty pracy obejmują czas technika poświęcony na konfigurację, wykonanie, monitorowanie i dokumentację. Koszty usuwania odpadów obejmują transport i obróbkę zużytego roztworu kwasu.
Marynowanie jest droższe. Agresywna mieszanina kwasów wymaga dodatkowych środków ostrożności. Chemia jest droższa. Odpady są bardziej niebezpieczne. Procedura może wymagać wyspecjalizowanych wykonawców, a nie-wewnętrznego personelu zajmującego się konserwacją.
Tabela 1: Roczne oszczędności OPEX wynikające z wyeliminowania pasywacji i trawienia (pojedynczy duży wymiennik ciepła)
| Składnik kosztów | Pasywacja (roczna) | Marynowanie (dwuletnie, roczne) | Całkowity koszt roczny (stal nierdzewna) | Odpowiednik PTFE |
|---|---|---|---|---|
| Chemikalia (kwasy, neutralizatory, płukanki) | $1,200 | $900 | $2,100 | $0 |
| Praca konserwacyjna (-we własnym zakresie) | $1,600 | $1,000 | $2,600 | $0 |
| Usługi kontraktowe (jeśli zlecone na zewnątrz) | $0 | $800 | $800 | $0 |
| Przestój w produkcji (8 godzin na zdarzenie) | $4,800 | $2,400 | $7,200 | $0 |
| Usuwanie odpadów (zużyty kwas, woda po płukaniu) | $900 | $1,500 | $2,400 | $0 |
| Sprzęt bezpieczeństwa i monitoring | $300 | $400 | $700 | $0 |
| Zużycie i uzdatnianie wody | $200 | $300 | $500 | $0 |
| Łącznie na wymiennik ciepła rocznie | $9,000 | $7,300 | $16,300 | $0 |
Koszty jednopłaszczowego-i-rurowego lub dużego zanurzeniowego wymiennika ciepła w usługach przetwarzania chemicznego. Przestój wyceniony na 600 USD/godzinę w oparciu o typowy udział w przychodach zakładów chemicznych.
Dodatkowe oszczędności wykraczające poza rutynową konserwację
Wyeliminowanie pasywacji i trawienia generuje wtórne oszczędności. Agresywne chemikalia stosowane w tych procedurach stopniowo atakują uszczelki, gniazda zaworów i oprzyrządowanie mające kontakt z roztworami do leczenia. Elementy te wymagają częstszej wymiany w systemach poddawanych regularnej konserwacji chemicznej. Wymiennik PTFE eliminuje to dodatkowe narażenie chemiczne.
Redukcja ryzyka bezpieczeństwa jest realna, ale trudna do oszacowania. Gorący kwas azotowy i roztwory trawiące zawierające HF-stwarzają ryzyko narażenia personelu. Każda procedura wymaga zezwoleń, środków ochrony osobistej i przygotowania do reagowania w sytuacjach awaryjnych. Wyeliminowanie tych procedur eliminuje powiązane z nimi zagrożenia bezpieczeństwa.
Redukcja kosztów zgodności z wymogami ochrony środowiska
Zużyte kwasy pasywacyjne i trawiące są regulowanymi strumieniami odpadów. Koszty usuwania odpadów rosną z biegiem czasu w miarę zaostrzania przepisów i zmniejszania się możliwości usuwania odpadów. 10-letnia tendencja w zakresie kosztów usuwania odpadów niebezpiecznych w większości jurysdykcji jest wzrostowa. Wymiennik PTFE eliminuje to rosnące narażenie na koszty.
Oczyszczalnie ścieków mogą pobierać dodatkowe opłaty za strumienie ścieków o niskim-pH lub wysokiej-azotanach powstałe podczas oczyszczania kwasem. Dodatki te zwiększają całkowity koszt każdego zdarzenia konserwacyjnego.
Streszczenie
Wyeliminowanie rutynowej pasywacji i trawienia poprzez przejście na wymiennik ciepła z PTFE pozwala zaoszczędzić około 16 000 dolarów rocznie na dużym wymienniku w kosztach bezpośrednich i pośrednich, w oparciu o typową strukturę kosztów zakładów przetwórstwa chemicznego. W ciągu 10-letniej żywotności sprzętu samo uniknięcie kosztów operacyjnych może przekroczyć 160 000 dolarów, często więcej niż koszt zakupu samego wymiennika PTFE.
Oszczędności obejmują środki chemiczne, robociznę, przestoje, usuwanie odpadów i dodatkowe uszkodzenia sprzętu. Dodatkowe, niewymierne korzyści obejmują zmniejszenie ryzyka bezpieczeństwa i eliminację rosnących kosztów utylizacji odpadów niebezpiecznych.
Analiza inżynieryjna oszczędności OPEX wymiennika ciepła PTFE w określonych warunkach instalacji jest dostępna po przedstawieniu aktualnych procedur pasywacji i wytrawiania, częstotliwości, kosztów środków chemicznych i robocizny, wartości przestojów oraz historii wydatków na usuwanie odpadów.
