Вибираючи рішення для промислового постачання кисню, компанії часто стикаються з практичним питанням: чи економічніше встановити-на місці кріогенну повітророздільну установку (ASU) чи просто придбати рідкий кисень (LOX) і зберігати його в резервуарі? Універсальної відповіді немає, оскільки масштаби споживання кисню, моделі використання та тарифи на електроенергію значно відрізняються від одного закладу до іншого. На практиці багато людей неправильно розуміють структуру витрат на ці два технічні шляхи-або переоцінюють рентабельність інвестицій ASU або недооцінюють довгострокові-витрати на постачання рідкого кисню.
Технічна логіка двох методів подачі кисню
Кріогенне розділення повітря в основному використовує повітря як вихідну сировину. За допомогою стиснення, очищення, теплообміну та дистиляції кисень відокремлюється від повітря. Цей підхід потребує значних початкових капіталовкладень, але подальші витрати обмежуються електроенергією та обслуговуванням-кисень ефективно «виробляється» на місці.
Подача балонів з рідким киснем набагато простіше. Обладнання складається з кріогенного накопичувача та випарника. Кисень закуповується у вигляді рідини, і автоцистерна планово наповнює резервуар.
По суті, один маршрут вимагає-активів, а інший — операцій-. Значність -активів означає внесення великих початкових інвестицій і їх повернення з часом. Експлуатація-важка означає постійну оплату-кожна тонна використаного кисню несе прямі витрати. Розуміння цієї фундаментальної різниці є важливим перед порівнянням витрат.
Як правильно розрахувати загальні витрати
Щоб визначити, який варіант економить більше грошей, потрібен-довгостроковий огляд. Замість того, щоб покладатися на жорсткі формули, наведений нижче аналіз зосереджується на кількох реальних-чинниках витрат.
Інвестиційна вартість обладнання
Повна кріогенна ASU може варіюватися від кількох сотень тисяч до десятків мільйонів доларів США, залежно від потужності виробництва кисню. Навпаки, система резервуарів для рідкого кисню-включно з резервуаром для зберігання (від десятків до сотень кубічних метрів), випарником і компонентами регулювання тиску-зазвичай коштує від кількох десятків тисяч до двохсот тисяч доларів. Що стосується початкових інвестицій, балон з рідким киснем виграє.
Вартість електроенергії для експлуатації
Це найбільш чутливий фактор витрат для ASU. Компресори, розширювачі та підсилювачі в ASU є-енергоємними. Споживання електроенергії на кубічний метр газоподібного кисню значно змінюється залежно від місцевих тарифів на електроенергію. За періодичної або сильно коливаючої потреби в кисні ASU може працювати з низьким навантаженням протягом тривалих періодів, значно збільшуючи споживання електроенергії. Система резервуарів рідкого кисню майже не споживає електроенергії-лише невелику кількість для випаровування та регулювання тиску, що є незначним.
Вартість придбання рідкого кисню
Ціни на LOX коливаються залежно від ринку і сильно залежать від відстані транспортування. Для користувачів, які знаходяться далеко від виробничих потужностей LOX, витрати на транспортування стають все більш значними. Крім того, LOX має природну швидкість випаровування-незалежно від того, наскільки добре ізольовано резервуар, кілька відсотків рідкого кисню випаровується щодня. Ці втрати є реальними, постійними витратами.
Робота та технічне обслуговування
Для кріогенної ASU потрібні навчені оператори, знайомі з процесом. Це не робота для загального обслуговуючого персоналу. Експлуатація дистиляційної колони, цикли регенерації молекулярних сит і технічне обслуговування детандера вимагають технічних знань. Система резервуарів для рідкого кисню має набагато нижчі вимоги до керування-просто періодично контролюйте рівень рідини та заплануйте поповнення резервуару. Витрати на технічне обслуговування також нижчі для резервуарних систем, оскільки ASU мають більше обертового обладнання та вищу частоту та вартість ремонту.
Шкала споживання кисню визначає економічну-ефективність
Виходячи з фактичних оперативних даних, приблизний поріг існує. Коли середньодобове споживання кисню нижче певного рівня, система резервуарів рідкого кисню пропонує нижчі загальні витрати. Це пояснюється тим, що фіксовані інвестиції та базове енергоспоживання ASU роблять вартість за-кубічний-метр занадто високою, коли використання низьке.
І навпаки, як тільки споживання кисню перевищує певний масштаб, стає очевидною гранична вартість ASU. Вартість одиниці кисню-власного виробництва поступово падає нижче, ніж придбаного рідкого кисню.
Цей поріг не є фіксованим. Це залежить від цін на електроенергію, місцевих цін на LOX і термінів амортизації обладнання. У регіонах із низькими тарифами на електроенергію та високими цінами на LOX порогове значення зміщується вліво-, що означає, що менший масштаб використання виправдовує ASU. Там, де електроенергія дорога, а LOX дешевий і легкодоступний, поріг зсувається вправо.
Не помічені пастки витрат
Багато компаній порівнюють лише витрати на електроенергію та ціни за одиницю LOX, пропускаючи три важливі фактори.
1. Коливання потреби в кисні
Деякі установки споживають мало кисню більшу частину часу, але потребують великого об’єму під час певних етапів виробництва. ASU бореться з цією схемою-вимагаючи додаткових буферних резервуарів і систем перекачування або роботи пристрою з низькою ефективністю. Система баків для рідкого кисню природно підходить для таких умов, оскільки сам резервуар для зберігання діє як великий буфер.
2. Вимоги безперервності
Якщо кріогенний ASU вимикається, перезапуск і досягнення 合格 чистоти кисню зазвичай займає кілька годин-іноді більше десяти годин. Для процесів, які не витримують припинення подачі кисню, ASU потребує резервного рішення, що підвищує витрати. Система бака з рідким киснем подає кисень миттєво-просто відкрийте клапан-доки підтримується рівень бака.
3. Сайт і утиліти
Кріогенні ASU потребують значної площі землі та мають суворі вимоги до фундаменту, протипожежного захисту та електричних систем. Деякі існуючі заводи просто не можуть вмістити ASU без дорогих будівельних робіт. Системи резервуарів з рідким киснем мають невелику площу, гнучкі варіанти компонування та значно нижчі вимоги до місця.
Рекомендовані кроки-прийняття рішення
Крок 1: Зберіть реальні дані про використання кисню.
Не покладайтеся на проектні чи теоретичні значення. Подивіться на фактичні записи за останні шість-дванадцять місяців, включно з середнім щоденним споживанням, піковим і мінімальним попитом, а також часовим розподілом використання.
Крок 2. Перевірте місцеві тарифи на електроенергію та ціни LOX.
Ці дві цифри визначають, де знаходиться точка економічного балансу.
Крок 3: Виконайте розрахунок загальної вартості за -роки.
Включіть інвестиції в обладнання, витрати на встановлення, річні витрати на електроенергію, річні витрати на придбання LOX, оплату праці, технічне обслуговування та залишкову вартість обладнання. Не дивіться лише на перші три роки-промислове обладнання зазвичай має термін служби десять і більше років.
Крок 4. Розгляньте тенденції потреби в кисні протягом наступних трьох-п’яти років.
Якщо ваш завод розширюється, а потреба в кисні може подвоїтися, встановлення трохи більшого ASU зараз може бути-рентабельнішим, ніж використання резервуарів LOX зараз і перехід на ASU через кілька років.
