DE69907437T2

DE69907437T2 - Steuerungsverfahren und vorrichtung für einen ringkammerofen

Info

Publication number: DE69907437T2
Application number: DE69907437T
Authority: DE
Inventors: Christian Dreyer; Patrick Claudel
Original assignee: Aluminium Pechiney SA
Current assignee: Rio Tinto France SAS
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: DE69907437D1; ZA200005222B; CA2324935A1; IS2021B; CA2324935C; FR2777072B1; AU746270B2; SK285625B6; IS5645A; SK14752000A3; EG22321A; AU2940699A; AR014812A1; BR9909380A; EP1070224A1; US6339729B1; ES2198902T3; WO1999051925A1; FR2777072A1; EP1070224B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Gebiet der sog. Ringkammeröfen (engl. "ring furnace") zum Brennen von Kohlenstoffblöcken und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung solcher Öfen.
STAND DER TECHNIK
Methoden zur Steuerung dieser Art von Öfen, wie in den französischen Anmeldungen FR 2 600 152 und FR 2 614 093 im Namen der Anmelderin und in der internationalen Anmeldung WO 91/19147 angegeben, sind bereits bekannt.
Diese Art von Ofen, auch Ofen mit "offener Brennkammer" genannt, weist, wie in den genannten Druckschriften beschrieben, in Längsrichtung eine Vielzahl von Vorwärm-, Brenn- und Kühlkammern auf, wobei jede Kammer in Querrichtung aus abwechselnd nebeneinander angeordneten, hohlen Heizwänden, in denen die Verbrennungsgase zirkulieren, und Zellen bestehen, in denen die zu brennenden Kohlenstoffblöcke gestapelt sind, wobei die Blöcke in Kohlenstaub eingebettet sind.
Diese Ofenart weist zwei Felder auf, deren Gesamtlänge mehr als hundert Meter erreichen kann. Jedes Feld weist eine Aufeinanderfolge von Kammern auf, die durch Quermauern getrennt und an ihrem oberen Teil offen sind, um das Laden der Rohblöcke und das Entladen der gekühlten gebrannten Blöcke zu ermöglichen. Jede Kammer weist eine Reihe von parallel zur Längsrichtung des Ofens, d. h. zur Hauptachse des Ofens angeordneten, dünnwandigen Hohlwänden auf, in denen die Heiß- oder Verbrennungsgase zum Brennen zirkulieren und die sich in Querrichtung des Ofens mit Zellen abwechseln, in denen die zu brennenden Blöcke gestapelt werden.
Die Hohlwände sind an ihrem oberen Teil mit verschließbaren Öffnungen, sog. "Arbeitsöffnungen" versehen. Sie weisen außerdem Umlenkbleche auf, um den Weg der Heiß- oder Verbrennungsgase zu verlängern oder gleichmäßiger zu verteilen.
Das Heizen des Ofens wird durch Brennerrampen gewährleistet, deren Länge der Breite der Kammern entspricht, wobei die Einspritzdüsen dieser Brenner über die Arbeitsöffnungen in die Hohlwände der jeweiligen Kammern eingeführt werden. Oberhalb der Brenner (in Bezug auf die Fortbewegungsrichtung des Feuers) sind Stutzen zum Einblasen von Verbrennungsluft vorgesehen, die auf einer mit Lüftern versehenen Blasrampe montiert sind, wobei diese Einblasstutzen über die Arbeitsöffnungen mit den Wänden verbunden sind. Unterhalb der Brenner sind Stutzen zum Absaugen der Verbrennungsgase vorgesehen, die auf einer Rauchabscheidungsanlagen speisenden Absaugrampe montiert und mit Klappen versehen sind, mit denen die Absaugstutzen in der gewünschten Höhe verschlossen werden können. Das Erhitzen erfolgt sowohl durch die Verbrennung des in die Brennkammern eingeleiteten Brennstoffs als auch durch die Verbrennung der Pechdämpfe, die von den Blöcken während des Brennens in den Vorwärmkammern abgegeben werden, welche Dämpfe angesichts des Unterdrucks in den Vorwärmkammern die Zellen durch die Hohlwand hindurch verlassen und mit dem restlichen Sauerstoff in den Verbrennungsgasen, die in den Hohlwänden dieser Kammern zirkulieren, verbrennen.
Typischerweise sind etwa zehn Kammern gleichzeitig "aktiv": vier in der Kühlzone, drei in der Heizzone und drei in der Vorwärmzone.
Mit fortschreitendem Brennen wird die Anordnung "Einblasstutzen-Brenner-Absaugstutzen" beispielsweise alle 24 Stunden um eine Kammer vorgerückt, so dass jede Kammer nacheinander oberhalb der Vorwärmzone eine Ladefunktion der rohen Kohlenstoffblöcke, in der Vorwärmzone durch die Verbrennungsgase und die Verbrennung der Pechdämpfe eine natürliche Vorwärmfunktion, dann in der Brennzone eine Erhitzungsfunktion der Blöcke auf 1100–1200°C und schließlich in der Kühlzone eine Abkühlungsfunktion der Blöcke durch Kaltluft und dadurch bedingt eine Vorwärmfunktion der Luft ausübt, die den Brennstoff des Ofens darstellt, wobei sich unterhalb der Kühlzone eine Entladezone für die abgekühlten Kohlenstoffblöcke anschließt.
Die gebräuchlichste Methode zur Steuerung dieser Art von Ofen besteht darin, die Temperatur und/oder den Druck einer bestimmten Zahl von Ofenkammern zu regeln. Von 10 gleichzeitig aktiven Kammern haben typischerweise 4 Temperaturmessungen und 2 Druckmessungen. Dabei werden einerseits die drei Brennerrampen in Abhängigkeit von der Temperatur der Verbrennungsgase geregelt, wobei die Kraftstoffeinspritzung so angepasst wird, dass eine Temperaturanstiegskurve eingehalten wird, typischerweise die Temperatur der Verbrennungsgase, aber eventuell auch die der Kohlenstoffblöcke. Andererseits wird die Geschwindigkeit der Lüfter der Blasrampe typischerweise in Abhängigkeit von einem oberhalb der Brenner gemessenen statischen Druck geregelt, sie kann jedoch auch konstant belassen werden. Schließlich werden die Klappen der Saugrampe in Abhängigkeit von einem Unterdruck geregelt, der in einer zwischen den Brennern und den Absaugstutzen liegenden Kammer gemessen wird. Aber in den meisten Fällen, insbesondere bei den modernsten Öfen, wird dieser Unterdruck selbst durch eine vorgegebene Temperatur gesteuert, typischerweise die Temperatur der Verbrennungsgase, so dass die Klappen durch eine Temperaturmessung und ihren Vergleich mit einem Sollwert gesteuert werden.
Für die Ofensteuerung können auch andere zusätzliche Mittel eingesetzt werden:

– in der französischen Anmeldung FR 2 600 152 ist eine Vorrichtung zur Optimierung der Verbrennung in der Brennzone beschrieben, die es ermöglicht, die Opazität der Rauchgase in den Absaugstutzen zu messen und diese Absaugung entsprechend zu steuern.
– in der französischen Anmeldung FR 2 614 093 ist eine Methode zur Optimierung der Verbrennung im Ofen beschrieben, bei der kontinuierlich die notwendige und hinreichende Luftmenge zur vollständigen Verbrennung der beim Brennen der Kohlenstoffblöcke freigesetzten flüchtigen Bestandteile wie auch des in die Brenner eingespritzten Brennstoffs eingeblasen wird.
– in der Anmeldung WO 91/19147 wird auch das Sauerstoff-Kraftstoff-Verhältnis im Ofen kontrolliert, indem der Sauerstoffgehalt im Ofen gemessen wird.

AUFGABENSTELLUNG
Die derzeit verwendeten Steuerungsmethoden basieren weitgehend auf Temperaturmessungen und Druckmessungen in zahlreichen Kammern und in den einzelnen Wänden einer selben Kammer. Zusätzliche Maßnahmen, wie im zitierten Stand der Technik angegeben, können diese grundlegenden Maßnahmen ergänzen.
Darüber hinaus sind die Temperatur- und Drucksollwerte jeder Kammer bekannt, die zu berücksichtigen sind, um Kohlenstoffblöcke mit der geforderten Qualität herzustellen und einen korrekten Betrieb des Ofens zu erhalten, insbesondere in der Vorwärmzone. Die im Pech enthaltenen flüchtigen Bestandteile werden nämlich beim Vorwärmen der zu brennenden Kohlenstoffblöcke entfernt. Dabei ist es wichtig, dass diese Gase oder Dämpfe zu den Hohlwänden hin abgesaugt werden und in Anwesenheit des in den Verbrennungsgasen vorliegenden restlichen Sauerstoffs sofort verbrennen. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Pechdämpfe die Stutzen, die Saugrampe und die Rohrleitungen, die zum Abzug führen, verschmutzen. Diese Schmutzablagerungen können sich beim Kontakt mit den glühenden Kohlenstaubteilchen entzünden. Das entstehende Feuer beschädigt die Rohrleitungen und seine heißen Dämpfe verbrennen die Filter und die Lüfter der Rauchabzugsanlagen. Angesichts dieser Gefahren werden Sicherheitsspannen vorgesehen, indem die abgesaugten Verbrennungsgasmengen, Mengen, die ihrerseits einen erhöhten Kraftstoffverbrauch und eine Senkung der Energieleistungen des Ofens bewirken, erhöht werden.
Des Weiteren wird festgestellt, das die derzeitige Steuerung der Öfen zu Instabilitäten führt und plötzliche, ungewisse Veränderungen der abgesaugten Verbrennungsgasmengen und Kraftstoffmengen bewirkt, derart, dass der Ofen instabile Wärmetransferbedingungen aufweist, was für den Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs oder -transfers zwischen den Verbrennungsgasen und den Kohlenstoffblöcken schädlich ist.
Schließlich zieht diese Dispersion der unterschiedlichen Mengen eine Dispersion der Brenngrade nach sich, so dass ein Teil der Kohlenstoffblöcke oder Anoden übergebrannt werden muss, um die Mindestqualität der Anodenanordnung zu gewährleisten, was automatisch zu einer Verschlechterung der Energieleistungen des Ofens führt.
Letzten Endes ist der Beirieb und die derzeitige Steuerung der Öfen einerseits durch eine beträchtliche Erhöhung der Zahl der Messsensoren gekennzeichnet und andererseits durch die Einbeziehung großer Sicherheitsspannen für jeden der drei Parameter, die den Betrieb des Ofens gewährleisten: das Einblasen von Luft oberhalb der Kühlkammern, die Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammern und das Absaugen der Verbrennungsgase unterhalb der Vorwärmkammern.
Dieser Sachverhalt hat zur Folge, dass:

– einerseits die gesamten Mess- und Steuermittel zu einem nicht unwesentlichen Teil in die Investitions- und Betriebskosten des Ofens eingehen, da viele Sensoren angesichts der besonders schwierigen Temperatur- und Umgebungsbedingungen eine geringe Lebensdauer haben und deswegen als Hilfsmittel angesehen werden können.
– andererseits dadurch, dass diese gesamten Mess- und Steuermittel den Ofenbetrieb nicht zu stabilisieren vermögen, ein variabler Energieverbrauch entsteht, mit einem durchschnittlichen Verbrauch, der angesichts der vorgesehenen Sicherheitsspannen zur Gewährleistung der Qualität der hergestellten Kohlenstoffblöcke und zur Gewährleistung der Unversehrtheit und der langen Lebensdauer des Ofens relativ weit vom Optimum entfernt ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt durch Senkung der Investitions- und Betriebskosten der Kontroll- und Steuereinrichtungen sowie auch des Energieverbrauchs des Ofens dieses zweifache Problem zu lösen und einen automatisierten und optimierten Betrieb des Ofens zu gewährleisten.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein erster Gegenstand der Erfindung ist ein Steuerungsverfahren für einen Ringkammerofen zum Brennen von Kohlenstoffblöcken, mit einer Aufeinanderfolge von gleichzeitig, aber auf unterschiedliche Weise aktiven Kammern C_i , nämlich von oben nach unten und in Längsrichtung Kühlkammern, von denen die erste, am Anfang gelegene mittels Einblasstutzen S_j mit Atmosphärenluft gespeist wird, Brennkammern, die mit mindestens einer, mit kraftstoffgespeisten Injektorbrennern I_j bestückten Rampe ausgestattet sind, und Vorwärmkammern, von denen die letzte, am Ende gelegene mit Absaugstutzen A_j für die Verbrennungsgase versehen ist, und mit in Querrichtung und abwechselnd angeordnet einer Aufeinanderfolge von hohlen heizenden Trennwänden Cl_ij sowie Zellen Al_ij , in denen die zu brennenden Kohlenstoffblöcke gestapelt sind, wobei die mit Öffnungen zur Aufnahme der Einblasstutzen S_j und/oder der Injektoren I_j und/oder der Absaugstutzen A_j und/oder der Messmittel versehenen Trennwände Cl_ij einer gegebenen Kammer C_i mit den hohlen Trennwänden Cl_i–lj und Cl_i+lj der vorhergehenden Kammer C_i–l und nachfolgenden Kammer C_i+l verbunden sind, um die Zirkulation von oben nach unten eines die Atmosphärenluft und/oder die Verbrennungsgase enthaltenden Gasflusses zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengendurchfluss DG_j der jeweiligen, die Absaugstutzen A_j am Ende der Vorwärmkammern durchströmenden Verbrennungsgasflüsse G_j durch Messen des Mengendurchflusses DGj und der Temperatur T_j der jeweiligen Verbrennungsgasflüsse G_j unter Berechnung der entsprechenden Enthalpieflüsse E_j, typischerweise durch das Produkt R gleich DG_j·(T_j–T_a)·C_g, wobei T_j und T_a jeweils die Temperatur der Verbrennungsgase G_j und die der Umgebungsluft sind und C_g die spezifische Wärme der Verbrennungsgase bei der Temperatur T_j ist, so gesteuert wird, dass der Enthalpiefluss E_j für die jeweiligen Verbrennungsgasflüsse G_j auf einem vorbestimmten Sollwert Eo_j gehalten wird.
Dieser Sollwert Eo_j kann entweder eine vorbestimmte Konstante oder eine vorbestimmte Zeitfunktion f(t) sein. Die beweglichen Einrichtungen des Ofens (Brennerrampen, Einblasstutzenrampe, Absaugstutzenrampe, usw.) werden typischerweise alle 24 Stunden um eine Kammer vorgerückt. Folglich werden die zeitabhängigen Sollwerte über diesen Zeitraum T definiert, wie dies bei Eo_j der Fall sein kann. Es kann dabei vorteilhaft sein, während dieser Verweilzeit T des Feuers über einer gegebenen Kammer einen Sollwert Eo_j zu haben, der entweder eine Rampe, d. h. eine regelmäßige Veränderung dieses Sollwertes Eo_j während der Verweilzeit, oder besondere Sollwerte am Anfang oder am Ende der Verweilzeit T umfasst.
Das wesentliche Mittel der Erfindung besteht somit darin, den Energiefluss E_j der durch die Absaugstutzen A_j abgesaugten Verbrennungsgase zu kontrollieren, um die Bedienungsorgane des Ofens zu steuern, während laut älterer Technik die Absaugstutzen wie auch die Brenner in Abhängigkeit von einer Temperaturkurve gesteuert werden, die generell selbst Funktion der Zeit über dem Zeitraum T ist.
Der Energiefluss E_j jedes Verbrennungsgasflusses ist im Grunde ein Enthalpiefluss, dessen Wert von R (= DG_j·(T_j – T_a)·C_g) eine gute Näherung darstellt. Ein genauerer Wert kann erzielt werden, wenn "(T_j – T_a)·C_g" durch den Wert des Integrals ∫C_g(T)·dT für T zwischen T_a und T_j oder durch ein beliebiges, diesem Integral angenähertes Polynom ersetzt wird.
Die Anmelderin stellte überraschend fest, dass dieses wesentliche Mittel nach der Erfindung, obwohl es weitaus einfacher ist als die im Stand der Technik verwendeten Mittel, in der Tat die Lösung für das gestellte Problem darstellt. Sie konnte nämlich nachweisen, dass dieses Mittel insbesondere ermöglicht:

– einen stabilisierten Betrieb des Ofens anstelle eines Betriebs mit plötzlichen Parameterveränderungen,
– einen wirtschaftlichen Betrieb, was den Kraftstoffverbrauch betrifft,
– eine Vereinfachung der Kontroll- und Steuereinrichtungen.

Insgesamt ergibt sich dabei eine Herstellung gebrannter Kohlenstoffblöcke mit konstanterer Qualität und geringeren Kosten. Aus welchen Gründen das erfindungsgemäße Mittel zu diesen überraschenden Ergebnissen führt, ist unklar. Allerdings wäre es nach einer Hypothese der Anmelderin möglich, dass die Außenluft, die in einem Ofen mit offener Kammer in die Vorwärmkammern eindringt, in denen Unterdruck herrscht, mit dem Ofenbetrieb interferiert und ein Störelement darstellt, das zur verstärkten Veränderung der Ofenparameter beiträgt.
Ausgehend von dieser Hypothese kam der Anmelderin die Idee, als Steuerungsparameter einen Parameter zu wählen, der von der mehr oder weniger hohen Außenluftzufuhr unabhängig ist. Diesbezüglich fand sie heraus, dass ein Parameter wie der Parameter R, der einem Energiefluss in Bezug auf die Umgebungstemperatur entspricht, folglich vollkommen unabhängig von der mehr oder weniger hohen, in den Ofen eingedrungenen Luftmenge ist und dadurch eine wirksame Steuerung des Ofens mit einem stabilen und wirtschaftlichen Ofenbetrieb ermöglichen kann.
Erfindungsgemäß wird für den mit Eo_j bezeichneten Sollwert für die Energieflüsse E_j der Verbrennungsgase G_j ein möglichst niedriger Wert gewählt, der mit den üblichen Anforderungen an die Qualität der hergestellten Kohlenstoffblöcke und den Betrieb des Ofens kompatibel ist.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, nicht alle Energieflüsse f zu steuern, sondern nur eine beschränkte Zahl, zum Beispiel jeden zweiten. In diesem Fall wird dem nicht gesteuerten Energiefluss E_k der gemittelte Wert der benachbarten gesteuerten Energieflüsse E_k–1 und E_k+1 zugeordnet.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die 1, 1a, 1b, 2, 3, 3a, 6 und 7, die sich auf die Erfindung beziehen, sind in dem erfindungsgemäßen Beispiel oder in der Beschreibung erläutert. Die 4 und 5 zeigen bereits bekannte Elemente der efindungsgemäßen Öfen.
1 zeigt in Draufsicht den "aktiven" Teil eines erfindungsgemäßen Ringkammerofens (1). 1a entspricht der 1 und zeigt dabei eine Schnittansicht des Ofens (1) in vertikaler Ebene und in Längsrichtung, und insbesondere die Aufeinanderfolge von hohlen heizenden Trennwänden, Cl_1j bis Cl_10j , welche die Zirkulation der verschiedenen Gasströme gewährleisten. 1 b zeigt die Kurve für den Luftdruck (34) und/oder die Verbrennungsgase (35) in den verschiedenen Heizwänden. In 1c sind die mit den vorhergehenden Figuren zusammenhängenden Informatikmittel (5) zur Bedienung und Steuerung schematisch dargestellt.
2 ist eine perspektivische, teilweise explodierte Ansicht eines Ofens (1) mit erfindungsgemäßen Mitteln.
3 stellt im Längsschnitt einen Durchflusssensor dar. 3a zeigt eine Variante der Erfindung, bei der die Temperatur T_j im Absaugstutzen (210), vorzugsweise unterhalb des Durchflusssensors (214) gemessen wird.
4 zeigt im Schnitt in der XZ-Ebene eine Heizwand (3) einer Kammer C_i (2) nach dem Stand der Technik, welche die Zirkulation der Gasflüsse (34, 35) sicherstellt. Jede Kammer C_i weist Umlenkbleche (31) auf, die den Weg der Gasflüsse (34, 35) verlängern, und ist von der vorhergehenden Kammer C_i–1 und der nachfolgenden Kammer C_i+1 durch eine Quermauer (32) getrennt. Die Trennwand (3) weist mit Deckeln (36) versehene Öffnungen (30) auf, vor denen sich ein Schacht (39) befindet, d. h. ein vertikaler Raum ohne Umlenkblech (31) und ohne Steg (33), so dass in dieser Hohlwand die für den Betrieb des Ofens erforderlichen beweglichen Einrichtungen, insbesondere die Absaugstutzen (210) und die Einblasstutzen (230) hinabgelassen werden können.
5 ist eine Schnittansicht in der XY-Ebene einer zum Vorwärmen bestimmten Kammer C_i nach dem Stand der Technik, die die abwechselnde Anordnung von Hohlwänden (3) und Zellen (4) zeigt. Jede Zelle (4) enthält die zu brennenden Kohlenstoffblöcke (40), die mit Kohlenstaub (42) bedeckt sind, wobei jede Zelle Al_ij (4) durch die zwei angrenzenden Heizwände Cl_ij und Cl_ij+1 geheizt wird. Die beim Erhitzen der Kohlenstoffblöcke entstehenden Pechdämpfe (41) verteilen sich in den Trennwänden (3), in denen Unterdruck herrscht, und entzünden sich in Anwesenheit des restlichen Sauerstoffs der Verbrennungsgase (35) oder des Luftstroms (38).
In 6 ist eine Punktgrafik dargestellt, wobei jeder Punkt einer Aufnahme von Versuchsmessungen entspricht, die von der Anmelderin an den nach dem Stand der Technik gesteuerten Öfen durchgeführt wurden. In der Grafik ist auf der Ordinate die verbrauchte Energie Ec (Kraftstoff) in MJ pro produzierte Tonne Kohlenstoffblöcke und auf der Abszisse die in die Verbrennungsgase abgeführte Energie Eg in MJ pro produzierte Tonne aufgetragen.
7 zeigt eine schematische Darstellung der efindungsgemäßen Steuerung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung geht von der Idee der Anmelderin aus, den Betrieb der nach dem Stand der Technik gesteuerten Öfen unter dem Blickwinkel eines Vergleichs zwischen verbrauchter Energie und verlorener Energie zu untersuchen, wie durch die Grafik der 6 dargestellt. Aus dieser Grafik geht hervor, dass die verbrauchte Energie zwischen den äußeren Geraden (61, 62) erheblich schwankt, nämlich zwischen 2200 und 2900 MJ/t. Die Anmelderin beobachtete dabei eine starke Korrelation zwischen den Werten von Ec und Eg, was sich in einer Regressionsgeraden (6) äußert.
Mit dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren entschließt man sich dazu, den Ofen mit einem vorbestimmten, möglichst niedrigen, experimentell bestimmten Wert von Eg und mit einem Wert von Ec zu fahren, der gleich dem Korrelationswert dieses Wertes von Eg auf dem Abschnitt (63) der Regressionsgeraden (6) ist oder nahe bei ihm liegt.
Den Werten von Eg-Ec, ausgedrückt in MJ/t, entsprechen proportionale Werte von Eo-DCo mit der Dimension einer Energie pro Zeiteinheit, so dass sich mit dem Regressionsgeradenabschnitt (63) nach erfolgter experimenteller Bestimmung der Sollwerte Eo für die Gesamtenergie der Verbrennungsgase oder Eo_j für die Energie der Verbrennungsgase an jedem Absaugstutzen A_j auch der entsprechende Sollwert für die Kraftstoffdurchflüsse DCo für die gesamten Brenner oder für die den Trennwänden Cl_j bzw. Cl_j entsprechenden Durchflüsse DCo bzw. DCo; bestimmen lässt, je nachdem, ob eine oder mehrere Brennerrampen vorhanden sind.
Vorzugsweise wird somit der die Brenner I_j speisende Kraftstoffdurchfluss DC_j auf einem vorbestimmten Niveau DCo_j gehalten, wie in den 1 und 1c und in 7 dargestellt.
Die Erfindung gestattet es somit, auf eine Temperaturmessung der Verbrennungsgase zur Regelung des Kraftstoffdurchflusses DC_j zu verzichten, allerdings ist für diesen Kraftstoffdurchfluss, der generell unter mehreren Brennerrampen verteilt ist, typischerweise unter drei bis vier Brennerrampen, die an aufeinanderfolgenden Kammern C_i bis C_i+2 oder bis C_i+3 angebracht sind, ein eventuell zeitabhängiger, vorbestimmter Wert DCo_j festgelegt, der insbesondere bei den Inbetriebnahmeversuchen des Ofens und in Abhängigkeit vom Energieniveau Eo_j eingestellt wird, wie dies bereits im Zusammenhang mit den 6 und 7 erwähnt wurde, wobei dieser Sollwert DCo_j gemäß dem Abschnitt (63) der experimentellen Regressionsgeraden der 6 mit dem vorbestimmten Wert des Produkts R korreliert ist, das dem Energiefluss Eo bzw. Eo_j der Verbrennungsgase entspricht, Es handelt sich hierbei um ein Mittel, das völlig im Gegensatz zur Lehre nach dem Stand der Technik steht, wo in herkömmlicher Weise der Kraftstoffdurchfluss typischerweise durch die Temperatur der Verbrennungsgase in den Brennkammern geregelt wird.
Allerdings kann der vorbestimmte Kraftstoffdurchflusswert DCo_j für eine gegebene Hohlwand Cl_ij (3) einer gegebenen Brennkammer C_i (22) eines gegebenen Ofens so gewählt werden, dass die gemessene Temperatur der Verbrennungsgase (35) in dieser Hohlwand Cl_ij (3) einen vorbestimmten Wert hat, der typischerweise zwischen 1000 und 1300°C liegt.
Es versteht sich von selbst, dass in der Einstellphase eines Ofens oder beim Wiederanfahren eines Ofens geprüft werden sollte, ob die vorgesehenen Temperaturen in jeder der Kammern auch wirklich erreicht sind, was von der eigentlichen Steuerung eines routinemäßig betriebenen Ofens zu unterscheiden ist.
Im Rahmen der Erfindung kann der Luftdurchfluss DA_j der Einblasstutzen S_j (230) vor den Kühlkammern (23) gesteuert werden, entweder so, dass der Druck in den hohlen Trennwänden Cl_ij der Brennkammern C_i (22) niedriger als der Atmosphärendruck ist und in einem vorbestimmten Druckbereich liegt, wobei der statische Druck P_j hinter den Kühlkammern (23) im Wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck ist, oder so, dass die Geschwindigkeit des Luftstroms (34) oder die des Lüfters, der diesen Luftstrom in Bewegung versetzt, am Eingang der Brennkammern konstant ist und einen vorbestimmten Wert hat, wie in den 1, 1a, 1b und 1c dargestellt.
Erfindungsgemäß wird der Luftdurchfluss DA_j jedoch vorzugsweise auf einen vorbestimmten Wert festgelegt, derart, dass der statische Druck vor den Brennkammern (22) niedriger als der Atmosphärendruck ist. In diesem Fall kann die Druckmessung P_j eventuell dazu verwendet werden, in regelmäßigen Zeitabständen, zum Beispiel ein Mal pro Tag oder ein Mal pro Woche, den ordnungsgemäßen Ablauf des Verfahrens zu überprüfen.
Erfindungsgemäß werden die Sollwerte, insbesondere Eo, der dem Energiefluss der Verbrennungsgase entspricht, die außerhalb des Ofens abgesaugt werden, und der entsprechende Wert von DCo, der dem Kraftstoffverbrauch in den Brennern entspricht, für jede der Trennwände Cl_ij des Ofens bestimmt und in Querrichtung des Ofens durch den tiefgesetzten Buchstaben "j" sowie über die gesamte Länge des Ofens durch den tiefgesetzten Buchstaben "i" gekennzeichnet, um eine Kartographie der Sollwerte zu haben, welche die Kanteneffekte sowohl auf den Seiten des Ofens als auch an seinen Enden bei der Feuerverschiebung berücksichtigt. Denn es ist im Hinblick auf die Qualitätskonstanz der Erzeugnisse mit möglichst geringem Kostenaufwand von Vorteil, die Kanteneffekte zu berücksichtigen, d. h. in Abhängigkeit von "i" und "j" für jede Trennwand Cl_ij die optimalen Sollwerte zu bestimmen, was ein für allemal beim Anfahren des Ofens geschehen kann, wobei dann während der Ofenreise Sollwertkorrekturen vorgenommen werden können, beispielsweise wegen der Alterung der Werkstoffe oder eventueller Änderungen in der Dichtigkeit des Ofens. Der Sollwert DCo_j kann während des Brennens korrigiert werden, damit er optimal bleibt. Es erwies sich insbesondere als vorteilhaft, DCo_j mit Hilfe einer Messung des Kohlenmonoxidgehalts in den Rauchgasen am Austritt des Ofens zu korrigieren. Dabei kann die Messung des Kohlenmonoxidgehalts auf der Saugrampe oder am Eingang der Rauchgasaufbereitungsanlage durchgeführt werden.
Vorzugsweise verwendet man in sich bekannte Informatikmittel (5, 50) zum Speichern von Sollwerten oder Bereichen dieser Sollwerte verschiedener Parameter für jede Trennwand Cl_ij auf dem gesamten Ofen, insbesondere Eo_ij, zwecks Vergleich dieser Werte mit den gemessenen Werten dieser Parameter, gegebenenfalls nach Berechnung, sowie durch die Informatikmittel gesteuerte Schalter, um die Steuerungsparameter insbesondere durch Änderung der Luftdurchflüsse DA_ij gegebenenfalls so zu korrigieren, dass die Messwerte gleich den Sollwerten sind oder in den Sollwertbereichen liegen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht aus einer Ofensteuerungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens, mit:

– Mitteln zum Messen der Durchflussmengen DG_j der Verbrennungsgasflüsse G_j,
– Informatikmitteln (5, 50) zum Speichern von Sollwerten oder Sollwertbereichen der Energieflüsse Eo_j, um diese Werte nach erfolgter Berechnung des Wertes von R insbesondere in Abhängigkeit von der Durchflussmenge DG_j und der Temperatur T_j der Verbrennungsgase mit den gemessenen Energieflusswerten E_i zu vergleichen,
– und durch die Informatikmittel gesteuerten Schaltern (213), um den gemessenen Energieflusswert E_j durch Änderung der Durchflussmenge DG_j des Verbrennungsgasflusses gegebenenfalls- so zu korrigieren, dass die Messwerte E_j gleich den Sollwerten E_oj sind oder in den Sollwertbereichen liegen.

Diese Vorrichtung kann zusätzlich die Speicherung der Korrelationsfunktion (63) zwischen den Sollwerten der Energieflüsse Eo und Eo_j und den Sollwerten der Kraftstoffdurchflüsse DCo und DCo_j und die entsprechende Steuerung dieser Durchflüsse auf Grund einer beliebigen Veränderung von Eo oder Eo_j umfassen.
Sie kann eventuell Informatikmittel (5) zum Speichern von Sollwerten oder Sollwertbereichen für den Druck Po_j zwecks Vergleich dieses Wertes mit dem gemessenen Druckwert P_j sowie durch die Informatikmittel gesteuerte Schalter umfassen, um die Steuerungsparameter durch Änderung des Luftdurchflusses DA_j gegebenenfalls so zu korrigieren, dass die Messwerte gleich den Sollwerten sind oder in den Sollwertbereichen liegen. Bevorzugt jedoch werden die Luftdurchflüsse DA_j , wie bereits gesagt, auf einem vorbestimmten, konstanten Wert gehalten.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, als Mittel zum Messen der Durchflussmengen DG_j der Verbrennungsgase G_j ein Venturi-Rohr (214) zu wählen, das in jedem der Absaugstutzen A_j (210) angeordnet ist. Vorzugsweise sind die verwendeten Venturi-Rohre klein dimensioniert, damit sie im Innern der Absaugstutzen A_j untergebracht werden können und nur eine bestimmte Fraktion des Gasstroms G_j, typischerweise 1/5tel bis 1/20tel dieses Stroms auffangen; die Anmelderin stellte nämlich fest, dass die Verwendung solcher Rohre im Vergleich zum Gebrauch eines Venturi-Rohrs, durch das der gesamte Gasfluss strömen würde, große Vorteile bietet, nämlich geringe Kosten, geringen Druckverlust, geringe Verschmutzung, wenig Platzbedarf und vor allem eine sehr gute Genauigkeit der Durchflussmessung.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Luftdurchflussmengen DA_j und die abgesaugten Mengen DG_j der Verbrennungsgase (35) durch Verstellung von Verschlussklappen moduliert werden, welche mit VA_j (232) bzw. VG_j (212) bezeichnet sind und auf jedem der mit einer Lufteinblasrampe (231) verbundenen Einblasstutzen S_j (230) bzw. auf jedem der mit einer Absaugrampe (211) verbundenen Absaugstutzen A_j (210) angeordnet sind.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Die 1, 1a, 1b, 1c, 2, 3, 3a, 6 und 7 erläutern die Erfindung.
1 nach der Erfindung zeigt in Draufsicht den "aktiven" Teil eines Ringkammerofens (1), mit in Längsrichtung 10 Kammern C_i (2) mit i = 1 bis 10 und von links nach rechts einer Aufeinanderfolge von 3 Vorwärmkammern (21) (C₁ à C₃), 3 Brennkammern (22) (C₄ à C₆) und 4 Kühlkammern (23) (C₇ à C₁₀), und mit in Querrichtung und abwechselnd angeordnet einer Aufeinanderfolge von hohlen heizenden Wänden Cl_ij (3) sowie Zellen Al_ij (4), in welchen die zu brennenden Kohlenstoffblöcke (40) gestapelt sind, mit i = 1 bis 10 und j = 0 bis 6 für Cl_ij und 1 bis 6 für Al_ij .
Die Heizwände Cl_ij (3) sind mit Öffnungen (30) versehen, durch welche in diese Wände die erforderlichen beweglichen Vorrichtungen eingeführt werden können, mit von rechts nach links, d. h. von oben nach unten in Strömungsrichtung der Gasflüsse (34, 35):

– einer Lufteinblasrampe (231), die am oberen Ende der Kühlkammer C₁₀ quer angeordnet und mit Lufteinblasstutzen S_j (230) versehen ist, wobei jeder Lufteinblasstutzen S_j in die entsprechende Heizwand Cl_10j eine Luftmenge DA_j einbläst, die durch eine Verschlussklappe VA_j (232) und einen Schalter (233) für diese Klappe geregelt wird.
– drei Brennerrampen (220), die auf den Brennkammern C₄ bis C₆ quer angeordnet sind, wobei jede Rampe zwei Brennerreihen (221) mit Kraftstoffinjektoren I_ij (222) mit i = 4 bis 6 und j = 0 bis 6 aufweist, wobei jeder Kraftstoffinjektor I_ij einen Kraftstoffdurchfluss DC_ij gewährleistet.
– einer Absaugrampe (211), die am unteren Ende der Vorwärmkammer C₁ quer angeordnet und mit Absaugstutzen A_j (210) versehen ist, wobei jeder Stutzen in der Heizwand Cl_1j einen Verbrennungsgasstrom G_j mit einem Mengendurchfluss DG_j absaugt, welcher durch eine Verschlussklappe VG_j (212) und einen Schalter (213) für diese Klappe variierbar ist.

Im Hinblick auf die erfindungsgemäße Steuerung ist jeder Absaugstutzen A_j mit einem Messgerät (214) vom Typ "Venturi-Rohr", wie in den 3 und 3a beschrieben, zum Messen des Mengendurchflusses DG_j des Verbrennungsgasstroms und mit einem Messgerät zum Messen der Temperatur T_j dieses Gasstroms versehen, wobei ein weiteres Gerät die Temperatur Ta der Umluft misst. Diese Geräte sind in 1 selbst nicht dargestellt. Das Temperaturmessgerät weist einen Gastemperatursensor (215) auf, der die Temperatur Tj der in den Absaugstutzen Aj (210) zirkulierenden Gase vorzugsweise unterhalb des Gerätes (214) zum Messen des Mengendurchflusses misst. Die Temperaturmessung wird typischerweise mit Hilfe von Thermoelementen durchgeführt.
Eine an der Kammer C₀ positionierte Klappverschlussrampe (217) verschließt die Hohlwände Cl_ij unterhalb der an der Kammer C₁ positionierten Absaugrampe (211), damit der Verbrennungsgasfluss nicht mit einer aus den unterhalb des Feuers gelegenen Kammern kommenden Luftzufuhr verdünnt wird.
An der Kammer C₇ ist eine Drucksensorrampe (234) angeordnet, um den Druck P_j zu messen und auf diese Weise zu überprüfen, ob die erste Brennkammer C₆ tatsächlich unter einem Druck steht, der geringfügig niedriger ist als der Atmosphärendruck.
1a entspricht der 1 und zeigt dabei eine Schnittansicht des Ofens (1) in vertikaler Ebene und in Längsrichtung, und insbesondere die Aufeinanderfolge von hohlen heizenden Trennwänden, Cl_1j bis Cl_10j , welche die Zirkulation der verschiedenen Gasströme, d. h. des Luftstroms (34) in den Kühlkammern C₇ bis C₁₀ und des Verbrennungsgasstroms (35) in den Verbrennungskammern C₄ bis C₆ und in den Vorwärmkammern C₁ bis C₃ sicherstellen. Da in den Kammern C₇ bis C₁₀ Überdruck herrscht, tritt aus diesen Kammern ein Luftstrom (37) aus, während in die Kammern C₁ bis C₆, in denen Unterdruck herrscht, ein Luftstrom (38) eintritt, wie in 1b dargestellt.
Bei der 1b handelt es sich um die Luftdruck- (34) bzw. Verbrennungsgasdruckkurve (35) in den verschiedenen Heizwänden: die Kammer C₇ oberhalb der Verbrennungskammern steht unter Atmosphärendruck Pa, während der Druck oberhalb der Kammer C₁₀ gleich Pa + p mit p = 50 bis 60 Pa und der Druck unterhalb der Kammer C₁ gleich Pa – p' mit p' = 100 bis 200 Pa ist.
In 1c sind die Informatikmittel (5) zur Bedienung und Steuerung schematisch dargestellt, die es ermöglichen:

– vorzugsweise im oberen Bereich einen vorbestimmten Wert für die in die hohlen Heizwände Cl_10j eingeblasene Luftdurchflussmenge DA_j festzulegen oder eventuell diese Luftdurchflussmenge DA_j durch die Verschlussklappe VA_j (232) und ihren Schalter (233) zu regeln, derart, dass der unmittelbar vor den Verbrennungskammern gemessene Druck P_j konstant gehalten wird und in einem Sollwertbereich von Po_j ± po liegt.
– im Bereich der Verbrennungskammern die Kraftstoffdurchflüsse der drei Injektorrampen I_4j, I_5j und I_6j festzulegen, wobei die Durchflussmenge DC_ij eines Injektors I_ij gleich einem Sollwert DCo_ij sein muss.
– im unteren Bereich die abgesaugten Verbrennungsgasströme (35) zu regeln, indem die Werte jedes Gasdurchflusses DG_j seiner Temperatur T_j , der Umgebungstemperatur Ta gemessen werden, der Wert des Produkts R, d. h.
der Wert der im abgesaugten Rauchgasstrom G_j enthaltenen Energie E_j = DGj ·Cg·(Ti – Ta) berechnet wird und jede Durchflussmenge DG_j so geregelt wird, dass Ei gleich einem Sollwert Eo_j ist.

2 ist eine perspektivische, teilweise explodierte Ansicht eines Ofens (1) nach dem Stand der Technik mit erfindungsgemäßen Mitteln. Sie zeigt insbesondere in der mit Y-Y' bezeichneten Querrichtung die Aufeinanderfolge von hohlen heizenden Wänden (3), die mit Öffnungen (30) und Umlenkblechen (31) versehen sind, sowie Zellen (4), welche die zu brennenden gestapelten Kohlenstoffblöcke (40) enthalten. Sie zeigt in der mit X-X' bezeichneten Längsrichtung eine explodiert dargestellte erste Kammer (Kammer C₂ ) und eine zweite Kammer (Kammer C₁ ) mit Absaugstutzen (210), welche mit einer Absaugrampe (211) verbunden sind, wobei jeder Stutzen einen Durchflusssensor (214), eine Verschlussklappe (212) und einen Schalter (213) für diese Klappe aufweist.
Die 3 und 3a stellen im Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Durchflusssensor dar, der aus einem im Innern jedes Absaugstutzens A_j (210) angeordneten Rohr vom Typ "Venturi-Rohr" besteht und einen statischen Druck Ps sowie einen Differenzdruck Pd misst, woraus die Durchflussmenge DG_j bestimmt werden kann. Diese Durchflussmenge ist gleich K·(Ps·Pd/T)^1/2, wobei K eine Konstante ist, die insbesondere geometrische Faktoren berücksichtigt, da nur eine Fraktion des Stroms der Verbrennungsgase (35) das Venturi-Rohr durchströmt.
7 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Steuerung. Dabei weist jeder an der Absaugrampe (211) angeschlossene Absaugstutzen (210) einen Durchflusssensor (214) vom Typ Venturi-Rohr und eine durch einen Schalter (213) bewegte Verschlussklappe (212) auf. Mittel (50) zur Regelung und Steuerung der Verbrennungsgasdurchflussmengen DG_j ermöglichen es, insbesondere aus den Druckmessungen, die vom Durchflusssensor (214) bereitgestellt werden, die Durchflussmenge DG_j des Verbrennungsgasstroms (35) zu bestimmen, dann den Wert von R, d. h. der entsprechenden Energie E_j unter Berücksichtigung entweder der notwendigen Temperaturmessungen Ta und T_j oder der anderen abgespeicherten Daten, wie zum Beispiel der spezifischen Wärme der Rauchgase C₉ in Abhängigkeit von ihrer Temperatur und ihrem Druck, zu berechnen, ihn mit einem Sollwert Eo_j oder einem Sollwertbereich zu vergleichen und die Verschlussklappe (212) so zu schalten, dass DG_j im gewünschten Sinne verändert und somit der Wert von R oder E_j korrigiert wird.
In 7 sind auch die Brenner (221) mit dem vorbestimmten Kraftstoffdurchfluss DCo dargestellt. Eine gestrichelte Linie (630) verbindet die Werte von DCo oder DCo_j mit denen von Eo oder Eo_j, wobei die Beziehung zwischen beiden aus einer Korrelation zwischen Ec und Eg besteht, die durch den Abschnitt (63) der Regressionsgeraden (6) der 6 dargestellt ist.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Die Erfindung weist gewaltige Vorteile auf. Sie ermöglicht es:

– einerseits die Steuerung der Ringkammeröfen zu vereinfachen und dadurch die Investitions- oder Wiederbeschaffungskosten für die Messgeräte zu reduzieren, was angesichts der Tatsache, dass die Steuerung eines Ofens etwa 10% der Gesamtinvestition ausmacht, einen erheblichen Gewinn darstellt. Mit einer erfindungsgemäßen Steuerung, bei der insbesondere die Brenner durch eine vorgegebene Leistung (Energiefluss Eo – Eo_j) und nicht mehr durch eine vorgegebene Temperatur wie nach dem Stand der Technik gesteuert werden, werden somit pro Ofen 50 bis 100 Thermoelemente mit einer Lebensdauer von drei Monaten eingespart.
– andererseits den Energieverbrauch der Öfen um mindestens 10 herabzusetzen, der dadurch von 2450 MJ/t im Durchschnitt auf weniger als 2200 MJ/t absinkt.
– eine Qualitätskonstanz der gebrannten Kohlenstoffblöcke wegen des Verschwindens plötzlicher Temperaturschwankungen in den Öfen zu gewährleisten,
– sich an existierende Öfen anzupassen und somit den Betrieb dieser Öfen ohne großen Investitionsaufwand zu verbessern.

Claims

Steuerungsverfahren für einen Ringkammerofen (1) zum Brennen von Kohlenstoffblöcken (40) mit einer Aufeinanderfolge von gleichzeitig, aber auf unterschiedliche Weise aktiven Kammern C_j (2, 21, 22, 23), nämlich von oben nach unten und in Längsrichtung Kühlkammern (23), von denen die erste, am Anfang gelegene mittels Einblasstutzen S_j (230) mit Atmosphärenluft (34) gespeist wird, Brennkammern (22), die mit mindestens einer, mit kraftstoffgespeisten Injektorbrennern I_j (221) bestückten Rampe (220) ausgestattet sind, und Vorwärmkammern (21), von denen die letzte, am Ende gelegene mit Absaugstutzen A_j (210) für die Verbrennungsgase (35) versehen ist, und mit in Querrichtung und abwechselnd angeordnet einer Aufeinanderfolge von hohlen heizenden Trennwänden Cl_ij (3) und Zellen Al_ij (4), in welchen die zu brennenden Kohlenstoffblöcke (40) gestapelt sind, wobei die mit Öffnungen (30) zur Aufnahme der Einblasstutzen S_j (230) und/oder der Injektoren I_j (221) und/oder der Absaugstutzen A_j (210) und/oder der Messmittel (214, 215, 234) versehenen Trennwände Cl_ij (3) einer gegebenen Kammer C_j (2, 21 22, 23) mit den hohlen Trennwänden Cl_i–lj und Cl_i+lj der vorhergehenden Kammer C_i–l und nachfolgenden Kammer C_i+l verbunden sind, um die Zirkulation eines die Atmosphärenluft (34) und die Verbrennungsgase (35) enthaltenden Gasflusses zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengendurchfluss DG_j der jeweiligen, die Absaugstutzen A_j (210) am Ende der Vorwärmkammern (21) durchströmenden Verbrennungsgasflüsse G_j (35) durch Messen des Mengendurchflusses DGj und der Temperatur T_j der jeweiligen Verbrennungsgasflüsse G_j unter Berechnung der entsprechenden Enthalpieflüsse E_j so gesteuert wird, dass der Enthalpiefluss E_j für die jeweiligen Verbrennungsgasflüsse G_j auf einem vorbestimmten Sollwert Eo_j gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Energieflüsse E_j durch das Produkt R gleich DG_j·(T_j – T_a)·C₉ berechnet werden, wobei T_j und T_a jeweils die Temperatur der Verbrennungsgase G_j und die der Umgebungsluft sind und C₉ die spezifische Wärme der Verbrennungsgase bei der Temperatur T_j ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Sollwert Eo_j entweder eine vorbestimmte Konstante oder eine vorbestimmte Zeitfunktion f(t) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der die Brenner I_j (221) speisende Kraftstoffdurchfluss DC_j auf einem vorbestimmten Niveau DCo_j gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das vorbestimmte Niveau DCo_j des Kraftstoffdurchflusses DC_j aus einem Sollwert Eo_j für den Energiefluss E_j und einer experimentellen Korrelationskurve (63) zwischen dem Energiefluss Ej und dem die Brenner speisenden Kraftstoffdurchfluss DC_j ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, bei dem das vorbestimmte Kraftstoffdurchfluss-Niveau für eine gegebene hohle Trennwand Cl_ij (3) einer gegebenen Brennkammer C_j (22) eines gegebenen Ofens so gewählt wird, dass die gemessene Temperatur der Verbrennungsgase (35) in der hohlen Trennwand Cl_ij (3) einen vorbestimmten Wert hat, typischerweise zwischen 1000° und 1300°C.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Luftdurchfluss DA_j der Einblasstutzen S_j (230) am Anfang der Kühlkammern (23) so gesteuert wird, dass entweder der Druck in den hohlen Trennwänden Cl_ij der Brennkammern C_j (22) niedriger als der Atmosphärendruck ist und in einem vorbestimmten Druckbereich liegt, wobei der statische Druck P_j am Ende der Kühlkammern (23) im Wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck ist, oder die Geschwindigkeit des Luftflusses (34) oder die des Lüfters, der dazu verwendet wird, diesen Luftfluss in Bewegung zu versetzen, am Eingang der Brennkammern konstant ist und einen vorbestimmten Wert hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Luftdurchfluss DA_j der Einblasstutzen S_j (230) am Anfang der Kühlkammern (23) vorzugsweise auf einen vorbestimmten Wert festgelegt wird, derart, dass der statische Druck am Anfang der Brennkammern (22) niedriger als der Atmosphärendruck ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Sollwerte, insbesondere Eoj, für jede der Trennwände Cl_ij des Ofens nicht nur in Querrichtung des Ofens mit Kennzeichnung durch den tiefgesetzten Buchstaben j, sondern auch über die gesamte Länge des Ofens mit Kennzeichnung durch den tiefgesetzten Buchstaben i bestimmt werden, um eine Kartographie der Sollwerte, e.g. Eo_ij, zu haben, welche die Kanteneffekte sowohl auf den Seiten des Ofens als auch an seinen Enden bei der Feuerverschiebung berücksichtigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem die Sollwerte, insbesondere Eoj und der entsprechende Wert von DCo_j, für jede der Trennwände Cl_ij des Ofens nicht nur in Querrichtung des Ofens mit Kennzeichnung durch den tiefgesetzten Buchstaben j, sondern auch über die gesamte Länge des Ofens mit Kennzeichnung durch den tiefgesetzten Buchstaben i bestimmt werden, um eine Kartographie der Sollwerte, e.g. Eo_ij, zu haben, welche die Kanteneffekte sowohl auf den Seiten des Ofens als auch an seinen Enden bei der Feuerverschiebung berücksichtigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8 oder 10, bei dem DCo_j während des Brennens mit Hilfe von Messungen des Kohlenmonoxidgehalts der Rauchgase am Austritt des Ofens korrigiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem Informatikmittel (5) zum Speichern von Sollwerten oder Sollwertbereichen verschiedener Parameter für jede Trennwand auf dem gesamten Ofen, insbesondere Eo_ij, zwecks Vergleich dieser Werte mit den gemessenen Werten dieser Parameter gegebenenfalls nach Berechnung sowie durch die Informatikmittel gesteuerte Schalter verwendet werden, um die Steuerungsparameter insbesondere durch Änderung der Luftdurchflüsse DA_ij gegebenenfalls so zu korrigieren, dass die Messwerte gleich den Sollwerten sind oder in den Sollwertbereichen liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Messung der Temperatur T_j in den Absaugstutzen A_j (210) durchgeführt wird.
Ofensteuerungsvorrichtung zur Durchführung des Steuerungsverfahrens nach Anspruch 1 mit: – Mitteln zum Messen der Durchflussmengen DG_j der Verbrennungsgasflüsse G_j, – Informatikmitteln (5, 50) zum Speichern von Sollwerten oder Sollwertbereichen der Energieflüsse Eo_j zwecks Vergleich dieser Werte mit den gemessenen Enthalpieflusswerten E_j zu vergleichen, – und durch die Informatikmittel gesteuerte Schalter (213), um den gemessenen Enthalpieflusswert E_j durch Änderung der Durchflussmenge DG_j des Verbrennungsgasflusses G_j gegebenenfalls so zu korrigieren, dass die Messwerte E_j gleich den Sollwerten Eo_j sind oder in den Sollwertbereichen liegen.
Ofensteuerungsvorrichtung zur Durchführung des Steuerungsverfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 13 mit: – Mitteln zum Messen der Durchflussmengen DG_j der Verbrennungsgasflüsse G_j, – Informatikmitteln (5, 50) zum Speichern von Sollwerten oder Sollwertbereichen der Energieflüsse Eo_j, um diese Werte nach erfolgter Berechnung des Wertes von R insbesondere in Abhängigkeit von der Durchflussmenge DG_j und der Temperatur der Verbrennungsgase mit den gemessenen Enthalpieflusswerten E_j zu vergleichen, – und durch die Informatikmittel gesteuerte Schalter (213), um den gemessenen Enthalpieflusswert E_j durch Änderung der Durchflussmenge DG_j des Verbrennungsgasflusses G_j gegebenenfalls so zu korrigieren, dass die Messwerte E_j gleich den Sollwerten Eo_j sind oder in den Sollwertbereichen liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, die zusätzlich die Speicherung der Korrelationsfunktion (63) zwischen den Sollwerten der Energieflüsse Eo_j und den entsprechenden Sollwerten der Kraftstoffdurchflüsse DCo_j umfasst und die entsprechende Steuerung der Durchflüsse auf Grund einer beliebigen Veränderung von Eo_j gewährleistet.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der das Mittel zum Messen der Durchflüsse DG_j der Verbrennungsgasflüsse G_j ein Venturirohr (214) umfasst, das in jedem der Einbiasstutzen A_j (210) so angeordnet ist, dass nur eine bestimmte Fraktion des Gasflusses G_j aufgefangen wird.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der die eingeblasenen Luftdurchflussmengen DA_j oder die abgesaugten Durchflussmengen DG_j des Verbrennungsgasflusses (35) durch Verstellung von Verschlussklappen festgelegt bzw. moduliert werden, welche mit VA_j (232) bzw. VG_j (212) bezeichnet sind und auf jedem der mit einer Lufteinblasrampe (231) verbundenen Einblasstutzen S_j (230) bzw. auf jedem der mit einer Absaugrampe (211) verbundenen Absaugstutzen A_j (210) angeordnet sind.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei dem ein Gastemperaturfühler (215) die Temperatur T_j der in den Absaugstutzen A_j (210) zirkulierenden Gase misst.