Chi phí-Quyết định lợi ích-Tạo mô hình thay thế bốn loại ống gia nhiệt chống ăn mòn-trong các nhà máy lên men

Các nhà máy lên men gặp phải những thách thức liên tục-khi đưa ra quyết định, bao gồm quyết định sửa chữa các ống sưởi cũ hoặc thay thế bằng ống mới cũng như việc lựa chọn ống sưởi-chống ăn mòn để thay thế. Tổn thất kinh tế, bao gồm bảo trì thứ cấp thường xuyên, loại bỏ hàng loạt do rò rỉ đột ngột và tăng mức tiêu thụ năng lượng, thường là kết quả của việc đánh giá đơn giản dựa trên hình thức bên ngoài của thiết bị. Bài viết này thiết lập các tiêu chuẩn đánh giá thay thế khác nhau cho thép không gỉ 316L, titan nguyên chất, thủy tinh thạch anh và lò sưởi được phủ PFA, bao gồm bốn mô-đun chi phí cốt lõi: chi phí bảo trì còn lại, tổn thất do ngừng hoạt động, tiêu thụ thêm năng lượng và khấu hao thiết bị. Ngoài ra, nó còn xây dựng mô hình quyết định lợi ích-chi phí định lượng.
1. Bốn mô-đun kế toán chi phí cốt lõi của Mô hình quyết định
Nhân công, hóa chất tẩy rửa, phụ kiện cách ly, thử nghiệm ngoại tuyến và chi phí thụ động đều cần thiết để khôi phục các ống sưởi cổ về hoạt động bình thường trong thời gian sử dụng còn lại dự kiến. Đây là chi phí bảo trì còn lại.
Tổn thất kinh tế do ngừng hoạt động khẩn cấp: Tổn thất này sẽ trầm trọng hơn đáng kể do vỡ ống thạch anh và ô nhiễm rỉ sét trên nền PFA, cũng như rò rỉ ống đột ngột, ô nhiễm môi trường, ngừng sản xuất và phế liệu hàng loạt.
Chi phí tiêu thụ năng lượng bổ sung: Chi phí điện năng bổ sung được tạo ra do khả năng chịu nhiệt của lớp cặn dày, rào chắn lớp phủ và màng khí bong bóng của các ống gia nhiệt lão hóa trong một năm sản xuất.
Khấu hao-chu kỳ đầy đủ của thiết bị mới: Chi phí khấu hao hàng năm khi mua ống sưởi mới, bao gồm giá mua sắm, sửa đổi đường ống, nhân công lắp đặt và phí chuyển đổi thiết bị phụ trợ hỗ trợ.
Công thức quyết định cơ bản: Việc thay thế là khả thi về mặt kinh tế nếu chi phí toàn diện hàng năm để bảo trì thiết bị lỗi thời vượt quá chi phí khấu hao hàng năm của các ống sưởi mới.
2. Tiêu chuẩn cho phán đoán thay thế khác biệt cho từng ống sưởi
2.1 316Ống sưởi bằng thép không gỉ dạng L
Đặc điểm chi phí chính: Chi phí của ống mới thấp; tuy nhiên, tổn thất bảo trì dư thừa và tổn thất dừng máy tăng nhanh khi xảy ra hiện tượng ăn mòn rỗ.

Điều kiện kích hoạt để thay thế:

Nguy cơ rò rỉ xuyên thấu trong vòng nửa năm vượt quá 60% và vết rỗ sâu cục bộ xuất hiện trên các mối hàn khi độ suy giảm độ dày thành vượt quá 15%.
Hơn 30% chi phí khấu hao hàng năm của các ống mới được tính bằng chi phí bảo trì thụ động nửa năm{1}} và tẩy cặn sâu hàng tháng.
So với trạng thái mới, năng lượng sưởi ấm tăng hơn 18% và việc bảo trì không thể bù đắp-mức tiêu thụ điện bổ sung về lâu dài.
Sản xuất quá trình lên men clorua-ở hàm lượng cao liên tục trong hơn 18 tháng; chi phí-toàn bộ chu trình thay thế bằng ống titan thấp hơn chi phí sửa chữa thép không gỉ trong ba năm nữa.

Các kế hoạch thay thế phù hợp với điều kiện làm việc ăn mòn nhẹ bao gồm việc mua thép không gỉ 316L mới và nâng cấp các dây chuyền chu trình dài-ăn mòn trung bình và cao{2}} thành ống titan nguyên chất.

2.2 Ống sưởi làm bằng titan nguyên chất
Các đặc điểm chi phí chính bao gồm khấu hao mua sắm một lần-cao, chi phí bảo trì còn lại cực kỳ thấp và không thất thoát do rò rỉ đột ngột trong môi trường không chứa fluoride.

Điều kiện kích hoạt để thay thế:

Thành ống bị thu nhỏ đồng đều do quá trình ăn mòn florua và môi trường chứa nguyên liệu thô florua quanh năm{0}}. Do đó, thụ động ngoại tuyến không còn khả năng khôi phục tiềm năng bề mặt.
Hơn 20% bề mặt bó ống bị bao phủ bởi các vết xước cứng và chi phí bảo trì tăng lên hàng năm do quá trình thụ động tăng cường ngoại tuyến thường xuyên.
Dây chuyền sản xuất ban đầu được chuyển đổi sang sản xuất công thức chứa florua-và các ống titan trở nên không tương thích. Ống PFA hoặc ống thạch anh được thay thế phù hợp với điều kiện kiềm làm sạch.
Mức khấu hao hàng năm của các ống titan mới vượt quá chi phí bảo trì đại tu toàn diện, giúp kéo dài tuổi thọ sử dụng lên 4–5 năm.

Các chiến lược thay thế có thể phù hợp bao gồm việc mua lại các ống titan mới để sản xuất-khả năng ăn mòn cao mà vẫn không chứa florua- và hạ cấp các dây chuyền ăn mòn gián đoạn-không chứa florua ở mức thấp-thành thép không gỉ 316L nhằm giảm khoản đầu tư ban đầu.

2.3 Ống sưởi ấm chống ăn mòn thạch anh-
Các thuộc tính chi phí đáng kể bao gồm: Mất khả năng đóng kín không thể kiểm soát do vỡ ống và ô nhiễm mảnh thủy tinh, giá ống mới vừa phải.

Điều kiện kích hoạt để thay thế:

Việc vận hành sai CIP kiềm dẫn đến một lớp rạch mờ bao phủ hơn 30% bề mặt kính, dẫn đến giảm đáng kể hiệu quả làm sạch và tăng cặn màng sinh học.
Truyền ánh sáng phát hiện các vết nứt nhỏ; khả năng vỡ đột ngột trong vòng 3 tháng tới là gần 100%.
Dây chuyền sản xuất được chuyển đổi sang phương pháp lên men liên tục 24- giờ hoặc thực hiện các quy trình khử trùng có chứa chất kiềm; thạch anh không thể điều chỉnh theo quy trình mới.
Chỉ trong vòng một năm, có hơn hai sự cố vỡ ống và chi phí mua ba bộ ống thạch anh mới bị vượt quá do thất thoát phế liệu hàng loạt.

Các kế hoạch thay thế có thể áp dụng bao gồm việc lưu giữ thạch anh trong các nghiên cứu -florua không chứa kiềm-không chứa kiềm trong phòng thí nghiệm và chuyển đổi quá trình lên men liên tục trong công nghiệp sang ống PFA hoặc ống titan.

2.4 Máy sưởi có lớp phủ PFA
Các đặc điểm chi phí chính bao gồm chi phí khấu hao trung bình và không có bảo trì thụ động. Tuy nhiên, hư hỏng lớp phủ đòi hỏi phải thay thế tổng thể mà không có giá trị sửa chữa.

Điều kiện kích hoạt để thay thế:

Nền thép cacbon lộ ra khi vết xước lớp phủ cục bộ xuyên qua hoặc khi diện tích vết phồng rộp vượt quá 5% tổng bề mặt. Chất nền bên trong rỉ sét lan rộng nhanh chóng.
Khi-nhiệt độ hoạt động lâu dài vượt quá 105 độ, toàn bộ lớp phủ trở nên giòn và có màu vàng, dẫn đến hiệu suất làm nóng giảm hơn 20%.
Phân xưởng đang được nâng cấp lên dây chuyền sản xuất dược phẩm vô trùng đạt tiêu chuẩn GMP; nguy cơ phát tán hạt nhựa không đủ đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh.
Môi trường chứa một lượng đáng kể các hạt mài mòn cứng lơ lửng và hư hỏng mài mòn lớp phủ xảy ra cứ sau 3–4 tháng, dẫn đến nhu cầu thay thế tần suất cao.

Các phương án thay thế có thể áp dụng bao gồm: Mua máy sưởi PFA mới cho môi trường ion hỗn hợp có nhiệt độ thấp và không{1}}khử trùng; nâng cấp lên ống titan nguyên chất để có điều kiện làm việc ở nhiệt độ-vô trùng hoặc cao.