Dilema plánovania expanzie
Hydrometalurgický závod sa buduje po etapách. Fáza 1 spracováva 5 000 ton rudy ročne. Fáza 2, plánovaná na rok 3, zdvojnásobí kapacitu na 10 000 ton. Fáza 3, v závislosti od trhových podmienok, môže pridať ďalších 5 000 ton v roku 6.
Konvenčný prístup dimenzuje výmenník tepla na maximálnu kapacitu fázy 3. To znamená, že závod 1. fázy nesie kapitálové náklady na vybavenie, ktoré nebude potrebné roky. Predimenzovaný výmenník pracuje pri čiastočnom zaťažení, potenciálne so zníženou účinnosťou. Kapitál je viazaný v neproduktívnych aktívach.
Alternatívou je dimenzovanie pre 1. fázu a výmena výmenníka pri každom rozšírení. Tým sa odkladá kapitál, ale plytvá sa zostatkovou hodnotou zariadenia fázy 1 a vznikajú dvojnásobné náklady na inštaláciu.
Modulárne PTFE výmenníky tepla ponúkajú tretiu cestu: nainštalujte to, čo je potrebné teraz, pridajte moduly neskôr bez výmeny alebo likvidácie pôvodnej investície.
Modulárny koncept PTFE
Modulárny PTFE výmenník tepla pozostáva z nezávislých zväzkov rúrok pripojených k spoločným alebo samostatným zberačom pary a kondenzátu. Každý modul je samostatná-ohrievacia jednotka s vlastným nosným rámom, rúrovou mriežkou a prípojkami zberača. Moduly je možné pridávať alebo odoberať z nádrže bez narušenia susedných modulov.
Pre vylúhovaciu nádrž vyžadujúcu 100 kW ohrevu vo fáze 1, tri 35 kW PTFE moduly poskytujú clo s určitou rezervou. Vo fáze 2 sú do tej istej nádrže nainštalované dva ďalšie moduly s výkonom 35 kW, čím sa celková kapacita zvýši na 175 kW. Pôvodné tri moduly zostávajú v prevádzke, plne využité. Žiadne vybavenie nie je vyradené. Na rozšírenie nad rámec času potrebného na pripojenie nových modulov k zberači pary nie sú potrebné žiadne prestoje vo výrobe.
Tabuľka 1: Porovnanie nákladov na expanziu pre fázovú hydrometalurgickú elektráreň (vyhrievanie výluhovej nádrže)
| Parameter nákladov | Oversize pre 3. fázu (konvenčné) | Vymeňte v každej fáze | Modulárny PTFE |
|---|---|---|---|
| Náklady na vybavenie 1. fázy | 45 000 USD (150 kW jednotka) | 22 000 USD (50 kW jednotka) | 24 000 USD (3 × 35 kW moduly) |
| Náklady na vybavenie 2. fázy | 0 $ (už nainštalované) | 45 000 dolárov (nová 100 kW jednotka) | 16 000 USD (2 ďalšie moduly) |
| Inštalácia 2. fázy | $0 | 8 000 dolárov (odstráňte staré, nainštalujte nové) | 2 000 USD (pripojenie modulov) |
| Odstávka výroby 2. fázy | 0 dní | 2-3 dni | 0 dní |
| Náklady na vybavenie 3. fázy | 0 USD (spotrebovaná marža) | 60 000 USD (nový 150 kW) | 16 000 USD (2 ďalšie moduly) |
| Inštalácia 3. fázy | $0 | $10,000 | $2,000 |
| Zostatková hodnota vymeneného zariadenia | N/A | 0 USD (odpad) | Všetky moduly zostávajú v prevádzke |
| Celkové náklady na vybavenie na 10 rokov | $45,000 | $145,000 | $60,000 |
Prevádzková flexibilita nad rámec rozšírenia
Modulárne PTFE výmenníky tepla poskytujú prevádzkovú flexibilitu nad rámec riadenia kapitálových výdavkov. Modul je možné odpojiť kvôli údržbe, zatiaľ čo ostatné moduly pokračujú v ohrievaní. Nádrž zostáva na teplote. Výroba pokračuje pri zníženej kapacite a nie je úplne zastavená.
Ak sa zmenia podmienky procesu,-možno pridať nové teleso rudy s odlišnou kinetikou vylúhovania, ktoré si vyžaduje vyššiu teplotu,-možno pridať moduly na zvýšenie vykurovacieho výkonu bez výmeny pôvodnej inštalácie. Systém sa postupne prispôsobuje.
Ak je modul poškodený poruchou procesu alebo mechanickou nehodou, opravu vyžaduje iba tento modul. Zostávajúce moduly pokračujú v prevádzke. Náklady na opravu sú obmedzené na príslušný modul, nie na celý výmenník tepla.
Vhodnosť PTFE pre modulárny dizajn
PTFE je jedinečne vhodný pre modulárnu konštrukciu výmenníkov tepla. Ľahké rúrkové a nosné rámy umožňujú manipuláciu s modulmi jednému alebo dvom technikom bez zdvíhacieho zariadenia. Flexibilná hadica umožňuje pripojenie v teréne bez presného zarovnania potrebného pre pevné kovové alebo grafitové zostavy.
Chemická inertnosť zaisťuje, že moduly inštalované v rôznych časoch fungujú rovnako. Modul fázy 3 inštalovaný päť rokov po moduloch fázy 1 má rovnaké charakteristiky prenosu tepla, rovnakú chemickú odolnosť a rovnakú očakávanú zostávajúcu životnosť. Nedochádza k degradácii predchádzajúcich modulov, ktorá by spôsobila nerovnováhu v kombinovanom systéme.
Zhrnutie
Modulárne konštrukcie výmenníkov tepla z PTFE znižujú náklady na rozšírenie hydrometalurgického závodu tým, že umožňujú prírastkové pridávanie kapacity bez výmeny zariadenia. Kapitálové výdavky sú rozfázované tak, aby zodpovedali výrobnej kapacite, čím sa predíde finančnej záťaži z predimenzovania počiatočných inštalácií alebo plytvaniu pri vyraďovaní poddimenzovaných zariadení.
Modulárny prístup tiež poskytuje prevádzkovú flexibilitu: jednotlivé moduly je možné izolovať kvôli údržbe, pridávať pri zmenách procesu alebo vymeniť v prípade poškodenia, a to všetko bez ovplyvnenia zostávajúcej vykurovacej kapacity.
Technická analýza pre modulárnu konfiguráciu PTFE výmenníka tepla vo fázovom rozširovaní závodu je k dispozícii po predložení aktuálnych a projektovaných výrobných kapacít, rozmerov nádrží, vykurovacích výkonov na fázu a časovej osi rozširovania.
