Atunci când selectează o soluție industrială de alimentare cu oxigen, companiile se confruntă adesea cu o întrebare practică: este mai economic să instalați o-unitate criogenică de separare a aerului (ASU) sau pur și simplu să cumpărați oxigen lichid (LOX) și să îl depozitați într-un rezervor? Nu există un răspuns universal, deoarece scara consumului de oxigen, modelele de utilizare și tarifele de energie electrică variază semnificativ de la o instalație la alta. În practică, mulți oameni înțeleg greșit structura costurilor acestor două rute tehnice-fie supraestimând rentabilitatea investiției unui ASU, fie subestimând costurile-pe termen lung ale furnizării de oxigen lichid.
Logica tehnică din spatele celor două metode de alimentare cu oxigen
Separarea criogenică a aerului utilizează în esență aer ca materie primă. Prin compresie, purificare, schimb de căldură și distilare, oxigenul este separat de aer. Această abordare necesită investiții mari de capital inițial, dar cheltuielile ulterioare sunt limitate la electricitate și întreținere-oxigenul este „produs” efectiv la fața locului.
Alimentarea rezervorului de oxigen lichid este mult mai simplă. Echipamentul constă dintr-un rezervor de stocare criogenic și un vaporizator. Oxigenul este achiziționat ca lichid, iar un camion cisternă reumple rezervorul de stocare în mod programat.
În esență, o rută este grea-de active, în timp ce cealaltă este grea-operațională. Un bun-greu înseamnă să faceți o investiție inițială mare și să o recuperați în timp. Operare-grea înseamnă că plata continuă-fiecărei tonă de oxigen utilizată implică un cost direct. Înțelegerea acestei diferențe fundamentale este esențială înainte de a compara costurile.
Cum să calculați corect costurile totale
Pentru a determina care opțiune economisește mai mulți bani, este necesară o viziune pe termen lung. În loc să se bazeze pe formule rigide, următoarea analiză se concentrează pe mai mulți factori de cost-lumii reali.
Costul investiției în echipamente
Un ASU criogenic complet poate varia de la câteva sute de mii la zeci de milioane de dolari SUA, în funcție de capacitatea de producere a oxigenului. În schimb, un sistem de rezervor de oxigen lichid-inclusiv un rezervor de stocare (de la zeci la sute de metri cubi), vaporizator și componente de reglare a presiunii-costă de obicei între câteva zeci de mii și două sute de mii de dolari. În ceea ce privește investiția inițială, rezervorul de oxigen lichid câștigă definitiv.
Costul energiei electrice pentru exploatare
Acesta este cel mai sensibil factor de cost pentru ASU. Compresoarele, expansoarele și amplificatoarele dintr-un ASU sunt consumatoare de energie-. Consumul de energie electrică per metru cub de oxigen gazos variază foarte mult în funcție de tarifele locale de putere. Pentru cererea de oxigen intermitentă sau foarte fluctuantă, un ASU poate funcționa la sarcină scăzută pentru perioade lungi, crescând semnificativ consumul de energie al unității. Un sistem de rezervor de oxigen lichid nu consumă aproape deloc electricitate-doar o cantitate mică pentru vaporizare și reglarea presiunii, ceea ce este neglijabil.
Costul de achiziție a oxigenului lichid
Prețurile LOX fluctuează în funcție de piață și sunt puternic influențate de distanța de transport. Pentru utilizatorii aflați departe de unitățile de producție LOX, costurile de transport devin din ce în ce mai semnificative. În plus, LOX are o rată naturală de evaporare-indiferent cât de bine este izolat rezervorul, câteva procente din oxigenul lichid se evaporă zilnic. Această pierdere este un cost real, continuu.
Munca si intretinere
Un ASU criogenic necesită operatori instruiți familiarizați cu procesul. Nu este o meserie pentru personalul de întreținere generală. Funcționarea coloanei de distilare, ciclurile de regenerare a sitei moleculare și întreținerea expansoarelor necesită expertiză tehnică. Un sistem de rezervor de oxigen lichid are cerințe de gestionare mult mai reduse-pur și simplu monitorizați periodic nivelul lichidului și programați reumplerile rezervorului. Costurile de întreținere sunt, de asemenea, mai mici pentru sistemele de rezervoare, deoarece ASU-urile au mai multe echipamente rotative și frecvență și costuri de reparații mai mari.
Scala de consum de oxigen determină cost{0}}eficacitatea
Pe baza datelor operaționale reale, există un prag aproximativ. Când consumul mediu zilnic de oxigen este sub un anumit nivel, un sistem de rezervor de oxigen lichid oferă costuri totale mai mici. Acest lucru se datorează faptului că investiția fixă și consumul de energie de bază al unui ASU fac costul pe-metru cub- prea mare atunci când utilizarea este scăzută.
În schimb, odată ce consumul de oxigen depășește o anumită scară, avantajul de cost marginal al unui ASU devine evident. Costul unitar al oxigenului auto-produs scade treptat sub cel al oxigenului lichid achiziționat.
Acest prag nu este fix. Depinde de prețurile la energie electrică, prețurile locale LOX și perioadele de amortizare a echipamentelor. În regiunile cu tarife scăzute la energie electrică și prețuri LOX ridicate, pragul se schimbă la stânga-însemnând că o scară mai mică de utilizare justifică o ASU. Acolo unde electricitatea este scumpă și LOX este ieftină și ușor disponibilă, pragul se schimbă la dreapta.
Capcane de costuri trecute cu vederea
Multe companii compară doar costurile cu energia electrică și prețurile unitare LOX, lipsind trei factori critici.
1. Fluctuația cererii de oxigen
Unele instalații consumă puțin oxigen de cele mai multe ori, dar necesită un volum mare în timpul anumitor etape de producție. O ASU se luptă cu acest tipar-fie necesită rezervoare tampon suplimentare și sisteme de supratensiune, fie rulează unitatea la eficiență scăzută. Un sistem de rezervor de oxigen lichid este în mod natural potrivit pentru astfel de condiții, deoarece rezervorul de stocare în sine acționează ca un tampon mare.
2. Cerințe de continuitate
Dacă un ASU criogenic se oprește, repornirea și atingerea purității oxigenului durează de obicei câteva ore-uneori peste zece ore. Pentru procesele care nu pot tolera o întrerupere a alimentării cu oxigen, ASU are nevoie de o soluție de rezervă, care crește costurile. Un sistem de rezervor de oxigen lichid furnizează oxigen imediat-deschideți supapa-atâta timp cât nivelul rezervorului este menținut.
3. Site și utilități
ASU criogenice necesită o suprafață de teren semnificativă și au cerințe stricte pentru fundații, protecție împotriva incendiilor și sisteme electrice. Unele fabrici existente pur și simplu nu pot găzdui un ASU fără lucrări civile costisitoare. Sistemele de rezervoare de oxigen lichid au o amprentă mică, opțiuni flexibile de amenajare și cerințe mult mai mici ale site-ului.
Pași de luare a deciziei recomandate-
Pasul 1: Adunați date reale de utilizare a oxigenului.
Nu vă bazați pe design sau pe valori teoretice. Priviți înregistrările reale din ultimele șase până la douăsprezece luni, inclusiv consumul mediu zilnic, cererea maximă și minimă și distribuția în timp a utilizării.
Pasul 2: Verificați tarifele locale de energie electrică și prețurile LOX livrate.
Aceste două cifre determină unde se află punctul de echilibru economic.
Pasul 3: executați un calcul al costului total pe zece-ani.
Includeți investiția în echipamente, costurile de instalare, cheltuielile anuale cu electricitatea, costurile anuale de achiziție a LOX, forța de muncă, întreținerea și valoarea reziduală a echipamentului. Nu vă uitați doar la primii trei ani-echipamentele industriale au de obicei o durată de viață de zece ani sau mai mult.
Pasul 4: Luați în considerare tendințele cererii de oxigen în următorii trei până la cinci ani.
Dacă instalația dvs. se extinde și cererea de oxigen se poate dubla, instalarea acum un ASU puțin mai mare poate fi mai rentabil-decât folosirea rezervoarelor LOX acum și trecerea la un ASU în câțiva ani.
