Siurbimo kaina, kuri veikia visą parą

Cheminio apdorojimo įmonė, kurioje naudojama recirkuliacinė dengimo vonia su PTFE šilumokaičiu, praneša, kad cirkuliacinis siurblys nuolat sunaudoja 22 kW. Siurblys buvo tokio dydžio, kad įveiktų šilumokaičio ir vamzdynų sistemos slėgio kritimą esant projektiniam srautui. Šilumokaičiui tenka maždaug 40 % viso slėgio kritimo, o likusią dalį sudaro vamzdynai.

Per metus nepertraukiamo veikimo siurblys sunaudoja 192 720 kWh. Kai elektros kaina yra 0,10 USD už kWh, metinė siurbimo kaina yra 19 272 USD. Per dešimt-metų tarnavimo laiką bendra siurbimo kaina yra 192 720 USD, o tai kelis kartus viršija šilumokaičio kapitalo sąnaudas.

Šilumokaičio srauto konfigūracija lemia slėgio kritimą, kurį siurblys turi įveikti. Konfigūracija, kuri sumažina slėgio kritimą 30%, sumažina siurbimo galią maždaug 30% (darant prielaidą, kad siurblio efektyvumas yra pastovus), o tai sutaupo 5782 USD per metus ir 57 820 USD per dešimt metų. Tai reikšmingas veiklos sąnaudų sumažinimas, kuris nėra įtrauktas į kapitalo sąnaudų palyginimą.

Kaip srauto konfigūracija nustato slėgio kritimą

Slėgio kritimą PTFE šilumokaityje lemia srauto konfigūracija, srauto greitis ir vamzdžio geometrija. Srauto konfigūracija apima vamzdžių praėjimų skaičių, vamzdžio skersmenį, vamzdžio ilgį ir įleidimo bei išleidimo jungčių išdėstymą.

Vamzdžių praėjimų skaičius.Kelių{0}}praėjimų konfigūracijos slėgio kritimas didesnis nei vieno{1}}praėjimo konfigūracijos, nes srautas keičia kryptį kiekvienu praėjimu, o tai sukuria papildomų nuostolių. Slėgio kritimas didėja maždaug praėjimų skaičiaus kvadratu.

Vamzdžio skersmuo.Mažesnis vamzdžio skersmuo turi didesnį slėgio kritimą esant tam pačiam srautui, nes srauto greitis yra didesnis ir trinties koeficientas yra didesnis. Slėgio kritimas yra atvirkščiai proporcingas vamzdžio skersmeniui, padidintam iki penktos laipsnio.

Vamzdžio ilgis.Ilgesnis vamzdis turi didesnį slėgio kritimą, nes trinties nuostoliai yra proporcingi ilgiui. Slėgio kritimas yra tiesiogiai proporcingas vamzdžio ilgiui.

Ryšio išdėstymas.Įleidimo ir išleidimo jungčių išdėstymas turi įtakos srauto paskirstymui ir slėgio kritimui. Konfigūracija su staigiais perėjimais arba prastai suprojektuotomis antraštėmis turi didesnį slėgio kritimą nei su laipsniškais perėjimais ir gerai suplanuotomis antraštėmis{1}}.

Šilumos perdavimo ir slėgio kritimo{0}}nuolaida

Srauto konfigūracija, kuri sumažina slėgio kritimą, nėra tokia pati kaip srauto konfigūracija, kuri maksimaliai padidina šilumos perdavimą. Mažesnis vamzdžio skersmuo ir didesnis srauto greitis padidina šilumos perdavimo koeficientą, bet taip pat padidina slėgio kritimą. Didesnis vamzdžio skersmuo ir mažesnis srauto greitis sumažina slėgio kritimą, bet taip pat sumažina šilumos perdavimo koeficientą.

Optimali srauto konfigūracija yra ta, kuri sumažina bendras šilumokaičio sąnaudas ir siurbimo energiją per visą tarnavimo laiką. Tai skiriasi nuo optimizavimo problemos, kuri sumažina kapitalo sąnaudas arba padidina šilumos perdavimo efektyvumą.

Nepertraukiamai veikiančiam šilumokaičiui siurbimo energija yra dominuojanti sąnaudų dalis, o optimali konfigūracija linkusi į mažesnį slėgio kritimą, net jei tam reikia šiek tiek didesnio paviršiaus ploto. Su pertrūkiais veikiančiam šilumokaičiui siurbimo energija yra mažesnė sąnaudų dalis, o optimali konfigūracija linkusi į didesnį šilumos perdavimo koeficientą, net jei tam reikia didesnio slėgio kritimo.

Siurbimo energijos kiekybinis įvertinimas skirtingoms konfigūracijoms

Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinama siurbimo energija ir metinės siurbimo sąnaudos skirtingoms PTFE šilumokaičio srauto konfigūracijoms recirkuliacinėje cheminėje vonioje, kurios debitas yra 30 m³/h, o elektros kaina – 0,10 USD už kWh.

Srauto konfigūracija	Vamzdžio skersmuo	Leidimų skaičius	Slėgio kritimas	Siurblio galia	Metinė siurbimo kaina	Dešimt-metų siurbimo kaina
Mažas vamzdis, daug{0}}praėjimo	6 mm	4	45 kPa	22 kW	$19,272	$192,720
Mažas vamzdis, du{0}}praėjimas	6 mm	2	28 kPa	14 kW	$12,264	$122,640
Vidutinis vamzdis, du{0}}praėjimai	9,5 mm	2	18 kPa	9 kW	$7,884	$78,840
Vidutinis vamzdis, vienas{0}}praėjimas	9,5 mm	1	12 kPa	6 kW	$5,256	$52,560
Didelis vamzdis, vienas{0}}praėjimas	12,7 mm	1	8 kPa	4 kW	$3,504	$35,040
Didelis vamzdis, vienas{0}}praėjimas, optimizuotos antraštės	12,7 mm	1	6 kPa	3 kW	$2,628	$26,280

Slėgio kritimo vertės yra apskaičiuotos remiantis tipinėmis PTFE šilumokaičio konfigūracijomis ir 30 m³/h debitu. Siurblio galia apskaičiuojama pagal slėgio kritimą ir srautą, darant prielaidą, kad siurblio efektyvumas yra 70%. Metinės siurbimo išlaidos apima 8 760 valandų nepertraukiamo veikimo.

Kapitalo sąnaudų{0}}nuolaida

Srauto konfigūracija su didesniu vamzdžio skersmeniu ir mažiau praėjimų turi mažesnį slėgio kritimą ir mažesnes siurbimo išlaidas, tačiau norint pasiekti tą patį šilumos perdavimo koeficientą, gali prireikti didesnio paviršiaus ploto. Didesnis paviršiaus plotas padidina šilumokaičio kapitalo sąnaudas.

Kompromisas- yra tarp didesnių kapitalo sąnaudų ir mažesnių siurbimo išlaidų. Konfigūracijos, kuri sumažina siurbimo išlaidas 13 000 USD per metus ir 15 000 USD kapitalo priemoką, atsipirkimo laikotarpis yra maždaug 14 mėnesių. Konfigūracijos, kuri sumažina siurbimo išlaidas 16 000 USD per metus ir 25 000 USD kapitalo priemoką, atsipirkimo laikotarpis yra maždaug 19 mėnesių.

Atsipirkimo laikotarpis yra trumpesnis objektams, kurių elektros sąnaudos yra didelės, eksploatavimo valandos ilgos arba debitas didelis. Jis ilgesnis objektams su mažomis elektros sąnaudomis arba su pertraukomis.

Kiti veiksniai, turintys įtakos siurbimo energijai

Keletas kitų veiksnių turi įtakos siurbimo energijai, ir šie veiksniai sąveikauja su srauto konfigūracija.

Vamzdynų dizainas.Vamzdynų išdėstymas, alkūnių skaičius ir vožtuvų tipai turi įtakos bendram slėgio kritimui cirkuliacinėje kilpoje. Gerai-suprojektuota vamzdynų sistema su laipsniškais perėjimais ir pilnos-angos vožtuvais sumažina slėgio kritimą ir siurbimo energiją.

Siurblio efektyvumas.Didesnio{0}}efektyvumo siurblys sumažina siurbimo energiją esant tokiam pat slėgio kritimui ir srautui. Siurblio efektyvumas turėtų būti įtrauktas į bendrų nuosavybės sąnaudų analizę.

Srauto valdymo metodas.Kintamo dažnio pavara (VFD) ant siurblio leidžia reguliuoti srauto greitį, kad jis atitiktų proceso poreikį, o tai sumažina siurbimo energiją mažos{0}}paklausos laikotarpiais. Droselio vožtuvas eikvoja energiją padidindamas slėgio kritimą.

Šilumokaičio užsiteršimas.Užteršimas padidina slėgio kritimą šilumokaityje, o tai padidina siurbimo energiją. Reguliarus valymas palaiko slėgio kritimą pagal projektinę vertę.

Temperatūra.Proceso skysčio klampumas mažėja kylant temperatūrai, todėl sumažėja slėgio kritimas ir siurbimo energija. Šilumokaitis turi būti pritaikytas esamai darbo temperatūrai.

Dizaino ypatybės, kurios sumažina siurbimo energiją

Kelios konstrukcijos ypatybės sumažina siurbimo energiją recirkuliacinėje cheminėje vonioje.

Didesnis vamzdžio skersmuo.Didesnis vamzdžio skersmuo sumažina slėgio kritimą ir siurbimo energiją. Vamzdžio skersmuo turėtų būti parenkamas atsižvelgiant į visas nuosavybės išlaidas, o ne tik į šilumos perdavimo efektyvumą.

Mažiau perdavimų.Vieno{0}}praėjimo konfigūracijos slėgio kritimas mažesnis nei kelių{1}}eigų konfigūracijos. Vieno-praėjimo konfigūracija turėtų būti pasirinkta, kai slėgio kritimas yra reikšmingas išlaidų komponentas.

Optimizuotos antraštės.Gerai{0}}sukonstruotos antgaliai su laipsniškais perėjimais ir vienodu srauto paskirstymu sumažina slėgio kritimą ir siurbimo energiją.

Lygus vamzdžio paviršius.Lygus vamzdžio paviršius sumažina trinties koeficientą ir slėgio kritimą. Vamzdžio paviršiuje neturi būti defektų, kurie galėtų padidinti trintį.

Numatykite{0}}valymo nuostatas.Valymo tirpalo padavimo ir grąžinimo jungtys leidžia valyti šilumokaitį neišmontuojant, o tai palaiko slėgio kritimą projektine verte.

Slėgio kritimo stebėjimas.Slėgio kritimo jutikliai šilumokaityje leidžia stebėti užsiteršimo greitį ir suplanuoti valymą prieš žymiai padidėjus slėgio kritimui.

Mažos siurbimo energijos specifikacijos parametrai

Įrangos inžinieriai, nurodantys PTFE šilumokaitį recirkuliuojančiai cheminei voniai, turėtų patvirtinti šiuos parametrus tiekėjui.

Srauto greitis.Nurodykite projektinį srautą ir numatomą srautų diapazoną.

Slėgio kritimo riba.Nurodykite didžiausią leistiną slėgio kritimą šilumokaityje.

Vamzdžio skersmuo.Nurodykite vamzdžio skersmenį pagal slėgio kritimo ribą ir šilumos perdavimo poreikį.

Praėjimų skaičius.Nurodykite vamzdžių praėjimų skaičių. Norint sumažinti siurbimo energiją, pageidautina vieno-praėjimo konfigūracija.

Antraštės dizainas.Nurodykite kolektoriaus konstrukciją, kad sumažintumėte slėgio kritimą ir užtikrintumėte vienodą srauto paskirstymą.

Siurblio efektyvumas.Nurodykite siurblio efektyvumą ir srauto valdymo metodą.

Slėgio kritimo stebėjimas.Nurodykite slėgio kritimo jutiklius ir stebėjimo metodą.

Valymo nuostatos.Nurodykite jungtis ir vožtuvus, reikalingus valymui vietoje.

Srauto konfigūracijos suderinimas su siurbimo energijos sąnaudomis

PTFE šilumokaičio srauto konfigūracija lemia slėgio kritimą, reikiamą siurblio aukštį ir siurbimo energiją. Recirkuliacinėse cheminėse voniose siurbimo energija yra nuolatinės eksploatacijos sąnaudos, kurios gali viršyti šilumokaičio kapitalo sąnaudas per dešimties metų eksploatavimo laiką. Konfigūracija su didesniu vamzdžio skersmeniu, mažiau praėjimų ir optimizuotomis kolektūromis sumažina slėgio kritimą ir siurbimo energiją 30–60 %, palyginti su kompaktiška kelių kanalų konfigūracija.

Srauto konfigūracija turėtų būti parenkama atsižvelgiant į visas nuosavybės išlaidas, įskaitant kapitalo sąnaudas ir siurbimo energijos sąnaudas. Paprastas skaičiuoklės modelis su slėgio kritimo skaičiavimu ir elektros sąnaudų duomenimis suteikia informaciją, reikalingą optimaliai konfigūracijai pasirinkti.

Recirkuliacinėms cheminėms vonioms, vertinančioms PTFE šilumokaičio galimybes, srauto konfigūracija turi būti nurodyta pirkimo dokumentuose ir patvirtinta gamintojo. Gamintojo pateikta numatytoji konfigūracija gali būti optimizuota kompaktiškumui, o ne energijai siurbti, o gaunamos eksploatacinės sąnaudos gali viršyti sutaupytas kapitalo sąnaudas.

Įrangos inžinieriai ir pirkimo specialistai, vertinantys PTFE šilumokaičio specifikacijas recirkuliacinėms cheminėms vonioms ar kitoms nuolatinio -srauto paslaugoms, gali paprašyti projekto peržiūros, apimančios vamzdžio skersmenį, praėjimų skaičių, kolektoriaus dizainą, slėgio kritimą ir siurbimo energiją, kad įsitikintų, jog įrenginys atitinka faktines srauto sąlygas ir įrenginio energijos sąnaudų struktūrą.

用户要求我继续为 PTFE šilumokaitis 撰写第32篇文章.让我回顾一下流程: