PL160625B1

PL160625B1 - Method and system for measuring water consumption and thermal energy of utility water in buildings, especially multi-apartment buildings

Info

Publication number: PL160625B1
Application number: PL27961789A
Authority: PL
Inventors: Janusz Kowalczyk; Wieslaw Mroz; Wojciech Cis; Stanislaw Musial; Wlodzimierz Bas; Ryszard Wlodarczak; Ryszard Markowski
Original assignee: Gorniczo Hutniczy Miedzi
Priority date: 1989-05-23
Filing date: 1989-05-23
Publication date: 1993-04-30
Also published as: PL279617A1

Abstract

1. Sposób pomiaru zuzycia wody i energii cieplnej wody użytkowej w budynkach, zwłaszcza wielomieszka57) niowych, w którym wykonuje się całościowy pomiar ' zuzycia wody i całościowy pomiar zuzycia energii cieplnej ciepłej wody użytkowej dla całego budynku oraz wykonuje się pomiary zuzycia wody i zuzycia energii cieplnej ciepłej wody użytkowej dla każdego z mieszkań, znamienny tym, że odnośne pomiary wykonuje się periodycznie, jednocześnie we wszystkich punktach pomiarowych, przy czym ilość energii ciągle mierzy się w dostatecznie małych przedziałach czasu, aby każdorazowo przyporządkować wartości przebiegu temperatury i odnośne objętości ciepłej wody użytkowej w punkcie pomiarowym i wyznaczyć ilość ciepła zasadniczo zgodnie z aktualną fizyczną relacją wartości temperatury między punktami pomiarowymi, lecz ilość energii cieplnej zlicza się tylko wtedy, jeśli temperatura ciepłej wody użytkowej jest równa lub wyzsza od określonej wartości progowej w punkcie pomiarowym, a ponadto dla każdego kolejnego przedziału czasu osobno, każdorazowo zlicza się sumaryczną objętość ciepłej i zimnej wody użytkowej pobraną w każdym z punktów pomiarowych, przy czym dla każdego mieszkania na podstawie kolejno, każdorazowo otrzymywanych zliczeń wyznacza się ilorazowe współczynniki partycypacji odnośnie do całościowego zuzycia wody przez budynek i ilorazowe współczynniki partycypacji odnośnie do energii cieplnej ciepłej wody użytkowej zuzytej jako całość przez budynek, również w podanych wyżej przedziałach czasu, a następnie dla każdego .1. A method of measuring water consumption and domestic hot water thermal energy consumption in buildings, especially multi-apartment buildings, in which a comprehensive measurement of water consumption and a comprehensive measurement of domestic hot water thermal energy consumption are performed for the entire building and water consumption and domestic hot water thermal energy consumption are measured for each apartment, characterized in that the relevant measurements are performed periodically, simultaneously at all measurement points, wherein the amount of energy is continuously measured in sufficiently small time intervals to assign each time the values of the temperature course and the relevant volumes of domestic hot water at the measurement point and to determine the amount of heat essentially in accordance with the current physical relationship of the temperature values between the measurement points, but the amount of thermal energy is counted only if the domestic hot water temperature is equal to or higher than a certain threshold value at the measurement point, and furthermore, for each subsequent time interval separately, the total volume of domestic hot and cold water taken at each of the measurement points is counted, whereby for each apartment, on the basis of the counts obtained each time, the quotient participation coefficients are determined for the total water consumption of the building and the quotient participation coefficients for the thermal energy of domestic hot water consumed as a whole by the building, also in the time intervals specified above, and then for each .

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zabezpieczenia ^^^nnęrznych powierzchni kotła odzysknicowego przed skutkami korozyjnego i erozyjnego oddziaływania gazów zawierających dwutlenek siarki i pyły oraz odkształceń sprężystych zaoezpieczanych elementów kotła odzysknicoozgo.The subject of the invention is a method of protecting the lower surfaces of a heat recovery boiler against the effects of corrosive and erosive effects of gases containing sulfur dioxide and dust, as well as elastic deformations of the protected elements of the recovery boiler.

Dotychczasowe metody zapewnienia odpowOeάniej żywotności kotła odzysknicowego polegały na zwiększaniu grubości ścian elementów kotła odzysknicowego, głównie rur kotłowych z łączącymi je płewwami lub zmianie materiału, z którego wykonane są rury kotłowe, np. na aluminiowe użebrowane. Nie zapewnia to jednak wymaganego bezawaryjnego okresu pracy kotła odzysknicowego, co jest niekorzystne w przypadku, gdy kocioł odzysknicowy jest niezbęanym agregatem ciągu technologicznego, pracującego w układzie szeΓenowya i jego sprawność warunkuje możliwość prowadzenia podstawowej działalności produkcyjnej. Elementy konstrukcyjne kotła odzysknicowego oprócz czynników korozyjnych i erozyjnych poddawane są również destruKcyjnym odkształcentam sprężystym. Powodują je: turbulentny przepływ gazów, drgania wynikające z pracy strzepywaczy pyłów oraz hydrauliczne uderzenia «yrnątrz rur kotłowych.The methods used so far to ensure a suitable service life of the heat recovery boiler consisted in increasing the thickness of the walls of the elements of the heat recovery boiler, mainly boiler tubes with fins connecting them, or changing the material of which the boiler tubes are made, e.g. into finned aluminum ones. However, this does not ensure the required failure-free operation period of the heat recovery boiler, which is disadvantageous in the case when the heat recovery boiler is an unattended unit of a process line operating in a cube-shaped system and its efficiency determines the possibility of conducting basic production activities. Structural elements of the recovery boiler, apart from corrosive and erosive factors, are also subjected to destructive elastic deformation. They are caused by: turbulent gas flow, vibrations resulting from the work of dust flippers and hydraulic impacts inside the boiler pipes.

Znane są również środki do zacezpieczania metalowych powierzchni przed korozją i erozją, polegające na wyKonywaniu na tych powierzcnniacn powłok ochronnych, przez nanoszenie farci antykorozyjnych zawierających μζζ,^Ι.Ιοζπζ proszki w rozt^worach wodnych. Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.251 652, znana jest faroa antykorozyjna zawierająca pył aluaintowy, dwutlenek krzemu oraz inne tlenki, w postaci roztworu ν.-odnego. Stosuje się ją głównie do zabezpieczania przewodów spalinowych, przez które przepływają gorące spaliny. Natomiast wg opisu pa leniwego europejskiego nr 0 260 961, mieszanka powłokowa uwodniona składa się z metalicznego cynku, nieorganicznych cząstekThere are also known means for securing metal surfaces against corrosion and erosion, consisting in applying protective coatings on these surfaces by applying anti-corrosive paints containing μζζ, ^ Ι.Ιοζπζ powders in water dispersions. From the Polish patent application No. P.251 652, an anti-corrosion paint is known, containing aluaint dust, silicon dioxide and other oxides in the form of an ν-different solution. It is mainly used to protect exhaust pipes through which hot exhaust gases flow. However, according to the European fuel description No. 0 260 961, the hydrated coating mixture consists of metallic zinc, inorganic particles

160 625 tlenkowych, głównie krzemionki - jako inhibitora korozji, oraz - co jednak nie jest konieczne - warstewko-twórczego polimeru stanowiącego czynnik wiązący dwa składniki główne. Polimer- w postaci ernUaji wodnej - może być również nałożony samoozzilnie jako druga warstwa, umożliwiająca ochronę dojrzewania warstwy zasadniczej.160,625 oxides, mainly silica, as a corrosion inhibitor, and - but not necessarily - a film-forming polymer that binds the two main components. The polymer - in the form of an aqueous ernUaji - can also be applied spontaneously as a second layer to protect the maturation of the base layer.

Scharakteyyoowane farby antykorozyjne, po nałożeniu na powierzchnię zacezpieczanych elementów metalowych, tworzą w zasadzie jednowarstwową, monolityczną powłokę ochronną. Powłoki te, pomimo bardzo dużej odporności na czynniki korozyjne i erozyjne, nie mogą skutecznie sprostać istniejąyym równocześnie wewnątrz kotła zdzt3knicowego odkształcenoom sprężystym zabezpieczanych elementów. Po pewnym okresie eksploatacji, mogą następować pęknięcia, tworzyć się odpryski, a następnie łuszczenie się powłoki ochronnej.Scharakteyyo anticorrosive paints, after being applied to the surface of the secured metal elements, form a basically single-layer, monolithic protective coating. These coatings, despite their very high resistance to corrosive and erosive factors, cannot effectively cope with the elastic deformation of the protected elements, which exists inside the boiler at the same time. After a certain period of use, cracks may occur, chip may form and the protective coating may peel off.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu zabezpieczenia wewnąęrzątch powierzchni kotła odzysknicowego przed korozją wywooaną przez gazy zawierające dwutlenek siarki, odporną na ścieranie przez cząstki pyłów oraz odkształcenia sprężyste.The aim of the invention is to provide a method of protecting the internal surfaces of the waste heat boiler against corrosion caused by gases containing sulfur dioxide, resistant to abrasion by dust particles and elastic deformation.

Cel ten osiągnięto - sposobem wg wy⁰l^a2ku - przez nałożenie na wewnętrzne powierzchnie kotła odzysknicowego, htzrydowej, wielowarswwowej powłoki ochronnej.This goal was achieved - according to the method according to the formula of ⁰ l ^a2 ku - by applying a htzride, multi-layer protective coating on the internal surfaces of the waste heat boiler.

SposÓD polega na tym, ze na powierzchnię wewnątrząą kotła odzysknicowego nanosi się metodą na tryskową warstwę rozgrzanego aluminium, stanowiącą pieiwszą warstwę hybrydowej powłoki ocnror.nej , a następnie na tak wytworzonym porowatym podkładzie z aluminiim, nakłada się kolejne warstwy farby antykorozyjnej, uzyskanej przez zmieszanie szkła wodnego o module krzemianowym powyżej 3,6 z pyłem metalicznym, korzystnie pyłem cynkowym, o średnicy ziarna poniżej 8 jum, przy czym na 1 kg pyłu meealicznego przypada 0,4 - 0,5 1 szkła wodnego.The method is based on the fact that on the internal surface of the heat recovery boiler is applied to the spray layer of heated aluminum, which is the first layer of the hybrid protective coating, and then subsequent layers of anti-corrosion paint obtained by mixing glass water with a silicate modulus greater than 3.6 with metallic dust, preferably zinc dust, with a grain diameter below 8 µm, 0.4 - 0.5 liters of waterglass per 1 kg of mealic dust.

Uzyskuje się w ten sposób hybrydową powłokę ochronną - twardą powierzchniowo, sSłaaającą się ze związanych warstw farcy antykorozyjnej zakotwiczonych w porowatej warstwie aluminium. Wi?s^wa aluminium - jako pośrednia - stanowi w marę elastyczne podłoże, uyozżiwlające również kompensację odkształceń sprężystych, jakim podlegają zacezpieczane elementy kotła odzysknicowego. Powłoka hybrydowe, nieoczekiwanie spełnia wszystkie istotne wymogi, wynikające ze skrajnie trucnych warunków fizyko-chemicznych istniejących we wnętrzu kotła odzysknicowego i jednocześnie zapewnia dobre przewodnictwo cieplne ścianek elementów, np. rur, przejmujących ciepło. Wyynaazek jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania.In this way, a hybrid protective coating is obtained - a hard surface, consisting of bonded layers of anti-corrosion paint anchored in a porous layer of aluminum. Therefore, aluminum - as an intermediate - constitutes a flexible substrate, which also enables the compensation of elastic deformations, which are subject to the protected elements of the waste heat boiler. The hybrid coating unexpectedly meets all the essential requirements resulting from the extremely toxic physicochemical conditions inside the waste heat boiler and at the same time ensures good thermal conductivity of the walls of the elements, e.g. pipes, absorbing heat. The invention is explained in more detail in the working examples.

Przykład I. Wewnątrząj ezwteΓzchΓ.ij kotła odztsSąicowjgz, współpracującego z piecem do zaw^ńni»ego przetopu koncentratów miedzi, przygotowuje się przez ooróbkę staZowtcn pzwteΓzchni, np. rur kotłowych, luźnym ścleąntwey w postaci elektrokorundu. Na tak oczyszczoną i schropowaconą powierzcnnię nakłada się drogą meali-zacji natryskowej, przy użyciu eisΐoletów, warstwę aluminium o grubości 0,8 mm. Dokonuje się kontroli międzyoperacyjnej, by zapewnić na auzycn poue rzchr.iach jednakową gruoość warstwy w granicach 0,8 + 0,2 mm. Bezpośrednio po naniesieniu warstwy aluminium, wykorzystując naturalną porowatość tej powłoki sięgającą do głęookości 0,2 mm, pokrywa się zMlalizowaną powwerzcnnię, np. przez dwukrotne wcieranie pędzlem, faroą uzyskaną przez zmieszanie szkła wodnego o module krzemianowym powyżej 3,6 w ilości 0,4 1 na 1 kg pyłu cynkowego o średnicy ziarna poniżej 6 m. Ze względu na procesy chemiczne zachodzące mędzy składnikami szkła wodnego z aluminium oraz cynkiem - przed rozpoczęciem pracyExample I. Inside the ezwteΓzchΓ.ij of the dztsSąicowjgz boiler, which cooperates with the furnace for the general smelting of copper concentrates, is prepared by means of a solid form, for example boiler tubes, with a loose material in the form of electrocorundum. A 0.8 mm thick aluminum layer is applied to the cleaned and roughened surface by spray painting with eisolets. Interoperative control is carried out to ensure the same thickness of the layer within the range of 0.8 + 0.2 mm on the aural surfaces. Directly after the application of the aluminum layer, using the natural porosity of this coating, down to a depth of 0.2 mm, is covered with the painted surface, e.g. by rubbing twice with a brush, with a paint obtained by mixing water glass with a silicate modulus above 3.6 in the amount of 0.4 1 per 1 kg of zinc dust with a grain diameter of less than 6 m. Due to the chemical processes taking place between the components of water glass with aluminum and zinc - before starting work

160 625 powłoki - zabezpieczone w ten sposóo konstrukcje sezonuje się przez okres kilkunastu dni w tempera turze powyżej 10°C.160 625 coatings - structures protected in this way are seasoned for a period of several days at a temperature above 10 ° C.

Przykład II. Nanoszenie powłoki ochronnej jest identyczne jak w przykładzie I, przy czym farbę uzyskuje się przez zmieszanie szkła wodnego o module krzemianowym powyżej 3,6 w ilości 0,5 1 na 1 kg pyłu cynkowego o średniej średnicy ziarna poniżej 6 urn. Uzyskuje się w ten sposób powłokę hybrydową, która sama ulega powolnemu zuzyciu w procesie korozji i erozji, skutecznie jednak przeciwdziała niszczeniu materiału wewwęęrznej powierzchni kotła odzysknicowego.Example II. The application of the protective coating is identical to that in Example 1, the paint is obtained by mixing water glass with a silicate modulus greater than 3.6 in an amount of 0.5 1 per 1 kg of zinc dust with an average grain diameter below 6 µm. In this way, a hybrid coating is obtained, which itself slowly wears out in the process of corrosion and erosion, but effectively counteracts the destruction of the material inside the internal surface of the waste heat boiler.

Wynalazek ma za stosowanie w kotłach odzysknicowych, przy spalaniu surowców uoogich w węgiel, zawierającycn związki siarki, w szczególności w hutnictwie nieżelaznych.The invention is intended for use in heat recovery boilers for the combustion of carbon-rich raw materials containing sulfur compounds, in particular in non-ferrous metallurgy.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Department of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 10 000 złPrice: PLN 10,000

Claims

Patent claim

A method of protecting the internal surfaces of a heat recovery boiler against corrosive and erosive environmental influences and against elastic deformations, consisting in applying a protective coating to the surface of a metallic element, containing a metallic powder, especially aluminum or zinc, based on an aqueous solution with silicon compounds, characterized by that a layer of heated aluminum, which is the first layer of the hybrid protective coating, is applied to the surface of the metal element by spraying, and then successive layers of anticorrosive paint, obtained by mixing water glass with a silicate modulus above 3.6 on the produced layer covering the porous aluminum base, are applied with metallic dust, preferably zinc dust, with a grain diameter below 8 µm, 0.4 - 0.5 l of waterglass per 1 kg of meeal dust.