A Estrutura de Comparação de Custos
Uma instalação de processamento químico requer um trocador de calor de 100 kW para um tanque de decapagem de concreto. Duas opções são avaliadas: um trocador de-casca de titânio{3}}e{4}}tubo fabricado em fábrica, instalado no circuito de recirculação, e uma grade de PTFE-fabricada em campo, montada no-local e imersa diretamente no tanque.
A comparação do preço de compra é direta: a unidade de revestimento-e{1}}tubo de titânio custa aproximadamente US$ 28.000 do fabricante. Os componentes da grade de PTFE-tubulação, coletores, placas de suporte e conexões-custam aproximadamente US$ 10.500.
Mas o preço de compra não é o custo instalado. O trocador de titânio requer suporte de aço estrutural, cordame de guindaste, encaixe de tubulação para conexões de processo e utilidades e isolamento. A grade de PTFE requer-mão de obra de montagem no local, mas sem equipamentos pesados, suporte estrutural mínimo e conexões de tubulação mais simples. A comparação do custo total instalado conta uma história diferente do preço de compra por si só.
O cálculo da mão de obra da montagem em campo
Uma grade de PTFE para serviço de 100 kW consiste em aproximadamente 120 tubos de 10 mm de diâmetro externo, dispostos em uma grade 12 × 10 com placas de suporte e coletores de PTFE. Os componentes são enviados para o local como um kit: tubos cortados-no-comprimento, placas de suporte pré-perfuradas e coletores-pré-fabricados com acessórios de compressão.
A-montagem no local por dois técnicos leva aproximadamente de 16 a 20 horas. O trabalho envolve passar tubos através de placas de suporte, conectar tubos aos coletores, montar a estrutura de suporte e testar a pressão da montagem concluída. Não são necessárias ferramentas especializadas além de cortadores de tubos e chaves dinamométricas.
A uma taxa de mão de obra totalmente sobrecarregada de US$ 85 por hora, o custo de mão de obra de montagem é de US$ 2.720 a US$ 3.400. Esse custo de mão de obra faz parte do custo instalado do PTFE, mas não tem equivalente na opção metálica, que chega totalmente montada.
Tabela 1: Comparação do custo total instalado (serviço de 100 kW, tanque de decapagem de concreto)
| Elemento de custo | Concha-e{1}}tubo de titânio (pré-montados) | Grade de PTFE (fabricada-no campo) |
|---|---|---|
| Compra de equipamentos/componentes | $28,000 | $10,500 |
| Frete para o local | $1,200 | $350 |
| Equipamento de descarga (empilhadeira/guindaste) | $450 | US$ 0 (manual) |
| Estrutura de suporte em aço estrutural | $3,500 | US$ 400 (PTFE/PVDF leve) |
| Mão de obra de instalação/montagem | $ 1.200 (encaixe de tubo) | $ 3.200 (montagem + conexão de tubo) |
| Rigging e posicionamento | $1,500 | $0 (colocação manual no tanque) |
| Conexões de tubulação de processo | $2,800 | US$ 1.200 (conexões flexíveis) |
| Tubulação de vapor/condensado | $1,800 | $1,500 |
| Isolamento | $900 | $ 0 (imerso; não obrigatório) |
| Teste de pressão e comissionamento | $600 | $600 |
| Custo total instalado | $41,950 | $17,750 |
A vantagem de custo estrutural e de montagem
O trocador-e{1}}tubo de titânio pesa aproximadamente 320 kg. Requer uma estrutura de aço estrutural ancorada ao piso ou uma base de concreto. A estrutura deve ser projetada para carga estática mais cargas sísmicas ou de vento, dependendo da localização. O trocador deve ser elevado até a posição usando um guindaste, uma empilhadeira ou um equipamento de queda de corrente-que exija agendamento, operadores certificados e autorizações de segurança.
A grade de PTFE, montada-no local, pesa aproximadamente 35 kg completa. Pode ser levantado e posicionado por dois técnicos sem auxílio mecânico. A estrutura de suporte é leve em ângulo de PTFE ou PVDF, apoiada no fundo do tanque ou suspensa na borda do tanque. Sem âncoras de piso, sem guindaste, sem certificações de operador.
A vantagem de custo estrutural e de montagem do PTFE -US$ 3,500 + US$ 1,500=US$ 5.000 para titânio versus US$400 + $0=US$ 400 para PTFE-é um dos principais contribuintes para o diferencial de custo instalado.
A diferença na conexão da tubulação
Um trocador-e{1}}de tubos requer conexões de tubulação rígidas em locais precisos. Os bocais de entrada e saída do processo devem estar alinhados com a tubulação existente. Qualquer desalinhamento requer modificação do tubo. As conexões de vapor e condensado são igualmente rígidas. A mão-de-obra de montagem de tubos é 2 a 3 vezes maior do que a opção de PTFE.
A grade de PTFE dentro do tanque usa tubos flexíveis de PTFE que se conectam aos coletores de vapor e condensado fora do tanque. As conexões flexíveis acomodam o desalinhamento e eliminam a necessidade de encaixe preciso do tubo. O tanque em si fornece a-contenção do lado do processo-não são necessárias conexões de tubulação de processo externas para aquecimento.
Resumo
O custo total instalado de uma rede de trocador de calor de PTFE{0}}fabricada em campo é de aproximadamente 42% de uma unidade de tubo-de titânio pré-equivalente pré-montada-e{4}}de US$ 17.750 versus US$ 41.950. O custo de aquisição de PTFE é menor e as vantagens de custo de instalação decorrentes da construção leve, eliminação de equipamentos pesados, suporte estrutural simplificado e conexões de tubulação flexíveis mais do que compensam o trabalho de montagem em campo.
Para aplicações onde a imersão do tanque é prática, a grade de PTFE{0}}fabricada em campo oferece um custo total de projeto substancialmente menor do que um trocador de casco-e{2}}tubo metálico, além de suas vantagens de corrosão e manutenção.
A análise de engenharia para comparação de custos instalados em condições específicas do projeto está disponível mediante envio de dimensões do tanque, carga térmica, utilidades disponíveis, restrições de acesso ao local e taxas de mão de obra local.
