换热器的技术经济分析

1Speaker:吴恩换热器的技术经评价石油和化工行业节能技术研讨会2一、简介二、聚四氟乙烯材质特性三、技术经济分析方法概述四、紧凑式换热器的技术经济分析五、紧凑式换热器的技术经济分析、评价案例六、结论3一、简介1、现有优化设计：在确定换热器结构型式后，以传热面积、经济热回收率、相对费用参数和传热效率等性能评价指标为优化目标对换热器结构进行再设计。不能反映出换热器的综合技术经济指标以及对换热器投资方案的取舍。不能反映采用这种换热器结构后未来的经济效果。特别是对先进复合材料和各种新型换热器，如果没有合理可行的技术经济研究，将直接影响先进技术的推广应用。缺点：42、本文方法：总投资费用法运行成本费用法年计算费用法费用现值与费用年值法对多种换热器进行技术经济分析、评价，为工程决策紧凑式换热器投资时提供参考一、简介5二、聚四氟乙烯材质特性PTFE是一种白色有蜡状感觉的热塑性塑料，其分子全是由碳和氟这2种元素以共价建结合而成，是一种高结晶聚合物。具有较好的热稳定性和化学惰性较低的表面摩擦系数和低温时较好的延展性机械性能较差、线膨胀系数较大，硬度较低、耐磨性差和耐蠕变性能较差，容易出现冷流现象对纯PTFE进行适当的改性，可以提高它的综合性能。改性的方法主要有：表面改性、填充改性、共混改性等6三、技术经济分析方法概述1.投资费用法2.运行成本费用法3.年计算费用法4.费用现值与费用年值法71、投资费用法三、技术经济分析方法概述St=Sb+Sa+Sj+Ss+Sc总投资费用法的计算公式如下:2、运行成本费用法Sy=Sd+Sz+Sx+Sg+Sct主要从运行和管理方面进行考虑的费用计算方法运行成本费用法的计算公式如下：83、年计算费用法三、技术经济分析方法概述年计算费用法的计算公式为：NjytHSSSN94、费用现值与费用年值法三、技术经济分析方法概述A费用现值法：它是投资方案计算期投资与总成本之和。计算公式：cZKPCcZKCi或B费用年值法：它是年成本与按照基准收益率换算的年投资费用总额之和。计算公式：'cZCiK10四、紧凑式换热器的技术经济分析1.设备购置费用和设备安装费用2.建筑工程费用3.设备的动力消耗4.设备维修费及设备折旧费111、设备购置费用和设备安装费用四、紧凑式换热器的技术经济分析紧凑式换热器中的板式、螺旋板式、管壳式换热器的价格采用Hall方法计算。板翅式换热器的购置费用同换热器的材质及重量有关：铝制板翅式换热器330元/kg不锈钢制板翅式换热器中316L240元/kg304180元/kg聚四氟乙烯复合材料330元/kg石墨换热器12元/kg热管换热器及翅片管式换热器的价格按照根据板材、管材、型材的市场价格来进行估算122、建筑工程费用四、紧凑式换热器的技术经济分析建筑工程费用按每平方基底面积700元计。3、设备的动力消耗电耗费取0.62元/度，与压降有关空气冷却时不计耗费水冷却时设工业用水费为1.0元/t134、设备维修费及设备折旧费四、紧凑式换热器的技术经济分析根据换热设备的不同情况，维修费及折旧费的估算数据如下表所示。换热器类型折旧费(占设备购置费的分数)/%维修费(占总投资的分数)/%板式换热器50.8螺旋板式换热器50.8板翅式换热器61热管换热器60.8翅片管式换热器61管壳式换热器6114五、紧凑式换热器的技术经济分析、评价案例现以某种酸性腐蚀介质的冷却为例，对换热器进行经济比较，并由此选择合适的换热器结构形式及其所用材质。其设计工艺参数如下表所示：操作参数硫酸水溶液(H)水(C)设计压力/MPa0.30.3进口温度/℃7025出口温度/℃3540体积流量(工况)/m3·h-1102815五、紧凑式换热器的技术经济分析、评价案例结构板式换热器螺旋板换热器列管式换热器板翅式换热器板翅式换热器列管式换热器材料板材：耐酸耐热不锈钢垫材：丁腈橡胶NBR不锈耐酸钢不锈钢316L聚四氟乙烯复合材料石墨类型BR20波纹板片不可拆式G1000-1-1.6-355DK472003DK472003GH90-175流体流动类型———错流错流—通道排列方式1×35/1×35定距柱正三角形排列，短轴线沿轴向正三角形排列24×2420×20正三角形排列实际换热量/kW503.65505.14520.04415.92435.57657.21实际换热面积/m214.4919.70355.1038.43(H)/38.44(C)39.65(H)/39.65(C)175质量/kg176.63458.707823.19273.0296.864002体积/m30.230.604.570.290.34.10比表面积/m2·m-3120.5332.6877.74262.26264.3342.68压降/kPa1.52(H)/10.76(C)5.33(H)/18.78(C)1.70(TH)/1.45(SC)0.18(H)/0.36(C)0.17(H)/0.34(C)3.52(TH)/0.66(SC)设备费/万元4.2112.8810.496.553.206.04费用现值/费用年值/万元6.90/0.8919.73/2.5817.23/2.2610.28/1.355.13/0.6711.21/1.4716五、紧凑式换热器的技术经济分析、评价案例相同的设备材料下，板翅式换热器的比表面积最高（约是板式换热器的2倍、螺旋板式的8倍、列管式换热器的3倍），压力降最小，所占空间约等于板式的（比螺旋板式和列管式小）经济指标中板式的最优，板翅式的次之，螺旋板式的较差。A从结构型式的角度来分析：根据性价比（性能和经济性指标的比值），选择板翅式换热器结构作为该硫酸水溶液的冷却换热型式。17聚四氟乙烯复合材料制板翅式换热器比石墨制列管式换热器的质量轻（约1/40）、体积小（约1/13）、传热面积密度大（约3倍）、压力降小，且经济指标也优之；虽然聚四氟乙烯复合材料制板翅式换热器的传热面积密度与不锈钢制板翅式换热器的相差不大，但前者的经济性能却是后者的2倍以上，所以选择聚四氟乙烯复合材料作为该硫酸水溶液的冷却设备材料。五、紧凑式换热器的技术经济分析、评价案例综上分析，针对该腐蚀介质的热量交换采用聚四氟乙烯复合材料制板翅式换热器是最佳选择。B从设备材料的角度来分析：18六、结论运用技术经济方法对先进复合材料换热器和其他材质换热器进行了经济分析和比较，结果表明：石墨/聚四氟乙烯改性材料板翅式换热器设备成本价格比列管式石墨换热器略有优势体积和重量比石墨换热器小10倍以上价格比其他结构型式的不锈钢紧凑换热器均具有较大优势。19谢谢！