Khi lựa chọn giải pháp cung cấp oxy công nghiệp, các công ty thường phải đối mặt với một câu hỏi thực tế: Lắp đặt-thiết bị tách khí đông lạnh (ASU) tại chỗ hay đơn giản là mua oxy lỏng (LOX) và lưu trữ trong bình chứa sẽ tiết kiệm hơn? Không có câu trả lời chung vì quy mô tiêu thụ oxy, cách sử dụng và giá điện thay đổi đáng kể từ cơ sở này sang cơ sở khác. Trong thực tế, nhiều người hiểu sai cấu trúc chi phí của hai tuyến kỹ thuật này-đánh giá quá cao lợi tức đầu tư của ASU hoặc đánh giá thấp-chi phí dài hạn của việc cung cấp oxy lỏng.
Logic kỹ thuật đằng sau hai phương pháp cung cấp oxy
Quá trình tách không khí đông lạnh về cơ bản sử dụng không khí làm nguyên liệu. Thông qua quá trình nén, lọc, trao đổi nhiệt và chưng cất, oxy được tách ra khỏi không khí. Cách tiếp cận này đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu cao nhưng các chi phí tiếp theo chỉ giới hạn ở điện và bảo trì-oxy được "sản xuất" hiệu quả tại chỗ.
Việc cung cấp bình oxy lỏng đơn giản hơn nhiều. Thiết bị bao gồm một bể chứa đông lạnh và một máy hóa hơi. Oxy được mua dưới dạng chất lỏng và xe bồn chở đầy nhiên liệu vào bể chứa theo lịch trình.
Về bản chất, một tuyến là-nặng về tài sản, trong khi tuyến còn lại là-nặng về hoạt động. Tài sản lớn-có nghĩa là phải đầu tư một khoản lớn ban đầu và thu hồi số tiền đó theo thời gian. Hoạt động-nặng nhọc có nghĩa là phải trả liên tục-mỗi tấn oxy sử dụng sẽ phát sinh chi phí trực tiếp. Hiểu được sự khác biệt cơ bản này là điều cần thiết trước khi so sánh chi phí.
Cách tính tổng chi phí đúng cách
Để xác định tùy chọn nào tiết kiệm được nhiều tiền hơn, cần có một tầm nhìn dài hạn-. Thay vì dựa vào các công thức cứng nhắc, phân tích sau đây tập trung vào một số yếu tố thúc đẩy chi phí thực tế.
Chi phí đầu tư thiết bị
Một ASU đông lạnh hoàn chỉnh có thể có giá từ vài trăm nghìn đến hàng chục triệu đô la Mỹ, tùy thuộc vào công suất sản xuất oxy. Ngược lại, hệ thống bình oxy lỏng-bao gồm bình chứa (từ hàng chục đến hàng trăm mét khối), bộ hóa hơi và bộ phận điều chỉnh áp suất-thường có giá từ vài chục nghìn đến hai trăm nghìn đô la. Xét về khoản đầu tư ban đầu, bình oxy lỏng chiếm ưu thế hoàn toàn.
Chi phí điện cho hoạt động
Đây là yếu tố chi phí nhạy cảm nhất đối với ASU. Máy nén, bộ mở rộng và bộ tăng tốc trong ASU tiêu tốn nhiều năng lượng. Mức tiêu thụ điện trên mỗi mét khối khí oxy rất khác nhau tùy thuộc vào giá điện ở địa phương. Đối với nhu cầu oxy không liên tục hoặc dao động cao, ASU có thể hoạt động ở mức tải thấp trong thời gian dài, làm tăng đáng kể mức tiêu thụ điện năng của thiết bị. Hệ thống bình oxy lỏng hầu như không tiêu thụ điện năng-chỉ tiêu thụ một lượng điện nhỏ cho quá trình hóa hơi và điều chỉnh áp suất, lượng điện này không đáng kể.
Chi phí mua oxy lỏng
Giá LOX dao động theo thị trường và bị ảnh hưởng nặng nề bởi khoảng cách vận chuyển. Đối với người dùng ở xa cơ sở sản xuất LOX, chi phí vận chuyển ngày càng trở nên đáng kể. Ngoài ra, LOX có tốc độ bay hơi tự nhiên-bất kể bể được cách nhiệt tốt đến đâu, một vài phần trăm oxy lỏng sẽ bay hơi hàng ngày. Sự mất mát này là một chi phí thực tế, liên tục.
Lao động và bảo trì
ASU đông lạnh yêu cầu người vận hành được đào tạo quen thuộc với quy trình này. Đây không phải là công việc dành cho nhân viên bảo trì nói chung. Vận hành cột chưng cất, chu trình tái sinh sàng phân tử và bảo trì thiết bị giãn nở đều đòi hỏi chuyên môn kỹ thuật. Hệ thống bình oxy lỏng có yêu cầu quản lý thấp hơn nhiều-chỉ cần giám sát mức chất lỏng định kỳ và lên lịch nạp lại bình oxy. Chi phí bảo trì hệ thống xe tăng cũng thấp hơn vì ASU có nhiều thiết bị quay hơn, tần suất và chi phí sửa chữa cao hơn.
Thang đo mức tiêu thụ oxy xác định hiệu quả chi phí{0}}
Dựa trên dữ liệu hoạt động thực tế, tồn tại một ngưỡng thô. Khi mức tiêu thụ oxy trung bình hàng ngày dưới một mức nhất định, hệ thống bình oxy lỏng sẽ mang lại tổng chi phí thấp hơn. Điều này là do khoản đầu tư cố định và mức tiêu thụ điện năng cơ bản của ASU khiến chi phí trên mỗi-mét khối- quá cao khi mức sử dụng thấp.
Ngược lại, khi mức tiêu thụ oxy vượt quá một quy mô nhất định, lợi thế chi phí cận biên của ASU sẽ trở nên rõ ràng. Đơn giá oxy tự sản xuất-giảm dần xuống dưới giá oxy lỏng mua.
Ngưỡng này không cố định. Nó phụ thuộc vào giá điện, giá LOX địa phương và thời gian khấu hao thiết bị. Ở những khu vực có giá điện thấp và giá LOX cao, ngưỡng dịch chuyển sang trái-có nghĩa là quy mô sử dụng nhỏ hơn sẽ phù hợp với ASU. Ở những nơi điện đắt và LOX rẻ và sẵn có, ngưỡng này sẽ dịch chuyển sang phải.
Bẫy chi phí bị bỏ qua
Nhiều công ty chỉ so sánh chi phí điện và đơn giá LOX mà thiếu ba yếu tố quan trọng.
1. Biến động nhu cầu oxy
Một số cơ sở thường tiêu thụ ít oxy nhưng lại yêu cầu thể tích lớn trong các bước sản xuất cụ thể. ASU gặp khó khăn với mô hình này-hoặc yêu cầu thêm bể đệm và hệ thống tăng đột biến hoặc chạy thiết bị ở hiệu suất thấp. Hệ thống bình oxy lỏng đương nhiên phù hợp với những điều kiện như vậy, vì bản thân bình chứa oxy hoạt động như một bộ đệm lớn.
2. Yêu cầu về tính liên tục
Nếu ASU đông lạnh tắt, việc khởi động lại và đạt được độ tinh khiết oxy thường mất vài giờ-đôi khi hơn 10 giờ. Đối với các quy trình không thể chấp nhận được tình trạng gián đoạn cung cấp oxy, ASU cần một giải pháp dự phòng, điều này làm tăng chi phí. Hệ thống bình oxy lỏng cung cấp oxy ngay lập tức-chỉ cần mở van-miễn là mức bình được duy trì.
3. Trang web và tiện ích
ASU đông lạnh yêu cầu diện tích đất đáng kể và có các yêu cầu nghiêm ngặt về nền móng, phòng cháy chữa cháy và hệ thống điện. Một số địa điểm nhà máy hiện tại đơn giản là không thể đáp ứng được một ASU nếu không có các công trình dân dụng tốn kém. Hệ thống bình oxy lỏng có diện tích nhỏ, các tùy chọn bố trí linh hoạt và yêu cầu về địa điểm thấp hơn nhiều.
Quyết định được đề xuất-Các bước đưa ra
Bước 1: Thu thập dữ liệu sử dụng oxy thực tế.
Không dựa vào thiết kế hoặc giá trị lý thuyết. Xem xét hồ sơ thực tế từ sáu đến mười hai tháng qua, bao gồm mức tiêu thụ trung bình hàng ngày, nhu cầu cao nhất và tối thiểu cũng như phân bổ thời gian sử dụng.
Bước 2: Kiểm tra giá điện tại địa phương và giá LOX giao.
Hai con số này xác định điểm cân bằng kinh tế nằm ở đâu.
Bước 3: Chạy tính toán tổng chi phí trong 10{1}}năm.
Bao gồm đầu tư thiết bị, chi phí lắp đặt, chi phí điện hàng năm, chi phí mua LOX hàng năm, nhân công, bảo trì và giá trị còn lại của thiết bị. Đừng chỉ nhìn vào ba năm đầu tiên-thiết bị công nghiệp thường có tuổi thọ sử dụng từ 10 năm trở lên.
Bước 4: Xem xét xu hướng nhu cầu oxy trong vòng 3 đến 5 năm tới.
Nếu nhà máy của bạn đang mở rộng và nhu cầu oxy có thể tăng gấp đôi thì việc lắp đặt ASU lớn hơn một chút ngay bây giờ có thể tiết kiệm chi phí hơn- so với việc sử dụng bình LOX ngay bây giờ và chuyển sang ASU sau vài năm nữa.
