Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Brennofens, insbesondere eines Anodenbrennofens, eine Steuerungsvorrichtung für einen Brennofen sowie einen Brennofen, wobei der Brennofen aus einer Mehrzahl von Heizkanälen und Ofenkammern gebildet ist, wobei die Ofenkammern zur Aufnahme von kohlenstoffhaltigen Körpern, insbesondere Anoden, und die Heizkanäle zur Temperierung der Ofenkammern dienen, wobei der Brennofen zumindest eine Ofeneinheit umfasst, wobei die Ofeneinheit eine Aufheizzone, eine Feuerzone und eine Kühlzone umfasst, die ihrerseits aus zumindest einer Ofenkammern umfassenden Sektion gebildet sind, wobei in einer Sektion der Aufheizzone eine Absaugrampe und in einer Sektion der Feuerzone eine Brennerrampe der Ofeneinheit angeordnet i st, wobei mittels der Brennerrampe Prozessluft in den Heizkanälen der Feuerzone erhitzt und mittels der Ab saugrampe Abgas aus den Heizkanälen der Aufheizzone abgesaugt wird, wobei ein Betrieb der Rampen mittels einer Steuerungsvorrichtung der Ofeneinheit gesteuert wird. Das vorliegende Verfahren bzw. die Vorrichtung findet beispielsweise Anwendung bei der Herstellung von Anoden, die für die Schmelzflusselektrolyse zur Herstellung von Primäraluminium benötigt werden. Diese Anoden bzw. kohlenstoffhaltigen Körper werden aus Petrolkoks unter Zusatz von Pech als Bindemittel in einem Formungsverfahren als sogenannte „Grüne Anoden“ oder „Rohanoden“ hergestellt, die nachfolgend dem Formungsverfahren in einem Anodenbrennofen bzw. Brennofen gesintert werden. Dieser Sintervorgang findet in einem definiert ablaufenden Wärmebehandlungsprozess statt, bei dem die Anoden drei Phasen, nämlich eine Aufheizphase, eine Sinterphase und eine Abkühlphase, durchlaufen. Dabei befinden sich die Rohanoden in einer Aufheizzone eines aus der Aufheizzone, einer Feuerzone und einer Kühlzone zusammengesetzten, Brennofens ausgebildeten „Feuers“ und werden durch die aus der Feuerzone stammende Abwärme von bereits fertig gesinterten kohlenstoffhaltigen Körper vorgeheizt, bevor die vorgeheizten Anoden in der Feuerzone auf die Sintertemperatur von etwa 1200° Celsius aufgeheizt werden. Entsprechend dem Stand der Technik, wie er beispielsweise aus der WO 2013/044968 Al bekannt ist, werden dabei die verschiedenen, vorgenannten Zonen durch eine wechselnd fortlaufende Anordnung unterschiedlicher Aggregate oberhalb von Ofenkammern bzw. Heizkanälen definiert, die die Anoden aufnehmen.

Durch eine Positionierung einer Brennereinrichtung bzw. einer oder mehrerer sogenannter Brennerrampen oberhalb ausgewählter Ofenkammern bzw. Heizkanäle ist die Feuerzone definiert, die zwischen der Aufheizzone und der Kühlzone angeordnet i st. In der Kühlzone befinden sich unmittelbar zuvor gebrannte, also auf Sintertemperatur aufgeheizte, Anoden. Oberhalb der Kühlzone ist eine Gebläseeinrichtung bzw. eine sogenannte Kühlrampe angeordnet, mittels der Luft in die Heizkanäle der Kühlzone eingeblasen wird. Die Luft wird durch eine oberhalb der Aufheizzone angeordnete Absaugeinrichtung bzw. eine sogenannte Absaugrampe durch die Heizkanäle von der Kühlzone durch die Feuerzone hindurch in die Aufheizzone und von dieser als Rauchgas bzw. Abgas durch eine Rauchgasreinigungsanlage geleitet und in die Umgebung abgegeben. Die Absaugrampe und die Brennerrampe bilden zusammen mit der Kühlrampe und den Heizkanälen eine Ofeneinheit.

Die vorgenannten Aggregate werden entlang der Heizkanäle in Richtung der im Brennofen angeordneten Rohanoden in regelmäßigen Zeitabständen verschoben. So kann es vorgesehen sein, dass ein Brennofen mehrere Ofeneinheiten umfasst, deren Aggregate einander nachfolgend oberhalb der Ofenkammern bzw. Heizkanäle zur nachfolgenden Wärmebehandlung der Rohanoden bzw. Anoden verschoben werden. Bei derartigen Anodenbrennöfen, welche in unterschiedlichen Bauarten als offener oder geschlossener Ringofen ausgebildet sein können, besteht das Problem, dass ein Volumenstrom der durch den Brennofen geführten Prozessluft bzw. Abgase nicht direkt und nur mit hohem Aufwand gemessen werden kann. So soll sichergestellt werden, dass ausreichend Sauerstoff zur Verbrennung eines Brennstoffs der Brennereinrichtung in den Heizkanälen des Brennofens zur Verfügung steht.

Da aufgrund der konstruktiven Gestaltung der Heizkanäle eine direkte Volumenstrommessung nicht möglich ist, wird der Volumenstrom indirekt durch eine Auswertung von Druck- und Temperaturmessungen an den Heizkanälen sowie Stellsignalen einer Prozessteuerung bestimmt. Alternativ wird versucht, den Volumenstrom durch eine indirekte Messung, beispielsweise eine Druckmessung im Heizkanal und deren Verhältnis zu einer Absauglei stung der Absaugrampe, wie in der WO 2013/044968 Al näher beschrieben, zu bestimmen. Selbst bei einer genaueren Bestimmung des Volumenstroms kann j edoch eine ordnungsgemäße Funktion des Brennofens entsprechend einer gewünschten bzw. optimalen Brennkurve nicht sichergestellt werden, wenn z.B . eine Heizkanalabdeckung geöffnet oder unsachgemäß verschlossen ist, oder ein Heizkanal verstopft oder blockiert ist.

In der Praxis wird daher eine Volumenstrombewertung durch geschultes Ofenpersonal im Rahmen eines Ofenrundgangs und/oder durch eine Bewertung von Statusinformationen einer Prozessteuerung in regelmäßigen Zeitab schnitten durchgeführt. Wird eine Fehlfunktion des Brennofens erkannt, beispielsweise verursacht durch eine Blockade oder Leckage im Heizkanal, wird diese Blockade oder Leckage dann manuell durch das Ofenpersonal beseitigt. Da ein Ofenrundgang in Zeitabständen von beispielsweise bis zu vier Stunden durchgeführt wird, können aus einer Blockade oder Leckage resultierende gefährliche Betriebszustände des Brennofens, welche zu Verpuffungen, Bränden oder Explosionen führen können, möglicherweise nicht rechtzeitig erkannt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betrieb eines Brennofens sowie eine Steuerungsvorrichtung für einen Brennofen vorzuschlagen, mit dem bzw. der ein Betrieb des Brennofens verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 19 und einen Brennofen mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Brennofens, insbesondere Anodenbrennofens, ist der Brennofen aus einer Mehrzahl von Heizkanälen und Ofenkammern gebildet, wobei die Ofenkammern zur Aufnahme von kohlenstoffhaltigen Körpern, insbesondere Anoden, und die Heizkanäle zur Temperierung der Ofenkammern dienen, wobei der Brennofen zumindest eine Ofeneinheit umfasst, wobei die Ofeneinheit eine Aufheizzone, eine Feuerzone und eine Kühlzone umfasst, die ihrerseits aus zumindest eine Ofenkammern umfassenden Sektion gebildet sind, wobei in einer Sektion der Aufheizzone eine Absaugrampe und in einer Sektion der Feuerzone eine Brennerrampe der Ofeneinheit angeordnet ist, wobei mittels der Brennerrampe Verbrennungsluft bzw. Prozessluft in den Heizkanälen der Feuerzone erhitzt und mittel s der Absaugrampe Heißluft bzw. Abgas aus den Heizkanälen der Aufheizzone abgesaugt wird, wobei ein Betrieb der Rampen mittels einer Steuerungsvorrichtung der Ofeneinheit gesteuert wird, wobei mittels der Steue- rungsvorrichtung für zumindest zwei Sektionen j eweils ein Enthalpiestrom ermittelt wird, wobei eine Differenz der j eweiligen Enthalpieströme als eine Kennzahl bestimmt wird, wobei die so bestimmte Kennzahl mit einer vorausgesetzten Kennzahl verglichen wird, wobei anhand des Vergleichs ein Status des Brennofens bestimmt wird.

Mittels der Steuerungsvorrichtung wird ein Enthalpiestrom der j eweiligen Sektionen bestimmt, wobei der Enthalpiestrom beispielsweise mittels eines mathematischen Modells von der Steuerungsvorrichtung berechnet werden kann. Unter dem Enthalpiestrom wird die in einer Zeiteinheit in der betreffenden Sektion transportierte Enthalpie bzw. die in der Prozessluft in den Heizkanälen transportierte Enthalpie verstanden. Alternativ kann der Enthalpiestrom leicht über ein Verhältnis eines j eweiligen Drucks und eines j eweiligen Volumenstroms in einer Mehrzahl von Heizkanälen berechnet werden. Da die Sektionen in einer Reihenschaltung miteinander verbunden sind, verändert sich ein Enthalpiestrom in einer Strömungsrichtung über nachfolgende Sektionen hinweg, was sich auch auf einen Betriebszustand des Brennofens auswirkt. Folglich berechnet die Steuerungsvorrichtung für zumindest zwei Sektionen den j eweiligen Enthalpiestrom und in einem weiteren Schritt eine Differenz der j eweiligen Enthalpieströme. Die Differenz bzw. die Differenzen werden als eine Kennzahl bzw. Ist-Kennzahl bestimmt, wobei die Kennzahl die Differenz selbst oder auch nur das sich durch die Differenz ergebende Vorzeichen sein kann. Weiter erfolgt ein Vergleich der Ist- Kennzahl mit einer vorausgesetzten Kennzahl bzw. einer Soll-Kennzahl, die bei einem Normalbetrieb des Brennofens vorliegt. Unter einem Normalbetrieb wird hier ein störungsfreier Betrieb, das heißt ein Betrieb ohne Blockaden oder Leckagen der Heizkanäle verstanden. Liegt eine wesentliche Abweichung der Ist-Kennzahl von der Soll-Kennzahl vor, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Betriebszustand des Brennofens durch eine Leckage und/oder eine Blockade eines Heizkanals gestört. Ergibt sich keine wesentliche Abweichung der betreffenden Kennzahlen, kann von einem Normalbetrieb des Brennofens ausgegangen werden. Die Bestimmung der Kennzahlen und der Verhältnisse kann leicht rechnerisch bzw. mathematisch, beispielsweise mit einem Computerprogrammprodukt der Steuerungsvorrichtung berechnet werden. Somit kann leicht festgestellt werden, ob ein Verhältnis der j eweiligen Kennzahlen einem vorausgesetzten Betriebszustand des Brennofens bzw. einer Brennkurve entspricht oder davon abweicht. Im Falle einer Abweichung kann es durch die Leckage und/oder Blockade eines Heizkanals zu kritischen Betriebszuständen des Brennofens kommen. Diese Abweichung kann beispielsweise von der Steuerungsvorrichtung signalisiert werden, um das Ofenpersonal zu informieren, so dass das Ofenpersonal abweichend von turnusmäßigen Ofenrundgängen eine Fehlersuche oder auch eine manuelle Anpassung vornehmen kann. Besonders vorteilhaft ist, dass eine Identifikation eines Zustands eines Heizkanals bzw. eines Status des Brennofens ausschließlich auf einem Vergleich von mathematisch ermittelten Prozessgrößen beruht. Durch die Verwendung von Kennzahlen und damit einem Verzicht auf konkrete Absolutwerte bzw. Grenzwerte für Prozessgrößen wird es möglich, die Bestimmung des Status über einen langen Zeitraum sicher durchzuführen. Da keine Absolutwerte bzw. Grenzwerte als Parameter verwendet werden, ist das Verfahren tolerant gegenüber zum Beispiel einer Alterung des Brennofens und den damit einhergehenden Veränderungen im Betriebsverhalten. Insgesamt kann so ein verbesserter Betrieb des Brennofens bei gleichzeitig einer Vermeidung von gefährlichen Betriebszuständen sichergestellt werden. Insbesondere können auch hohe Emissionen und Brennstoffver- bräuche, die sich durch Störungen ergeben können, vermieden werden.

Der Enthalpiestrom kann mittels der Steuerungsvorrichtung aus einem Verhältnis eines j eweiligen Drucks, einer j eweiligen Temperatur und eines j eweiligen Massenstroms bzw. Volumenstroms in dem Heizkanal berechnet werden. Dabei können bekannte Stoffeigenschaften eines Abgases bzw. der Prozessluft berücksichtigt werden. Vorteilhaft ist es auch, wenn der Enthalpiestrom im Heizkanal der Aufheizzone und/oder der Feuerzone bestimmt wird. Da sich hier gegebenenfalls durch das j eweilige Brennverfahren bedingte Massenstromunterschiede ergeben, können auch diese berücksichtigt werden. So kann ein Massenstrom im Heizkanal der vorgenannten Zonen j eweil s getrennt voneinander bestimmt werden. Somit wird eine differenzierte Betrachtung des Betriebszustandes in den j eweiligen Zonen des Brennofens möglich. Auch kann der Massenstrom noch genauer bestimmt werden, wenn aus einen Temperaturgradienten über die j eweiligen Sektionen bzw. Heizkanäle eine Dichteänderung von Luft in dem Heizkanal berechnet wird, und diese Dichteänderung bei der Bestimmung des Massenstroms berücksichtigt wird.

Die Steuerungsvorrichtung kann als Status des Brennofens eine Blockade und/oder Leckage des Heizkanals identifizieren, wobei die Steuerungsvorrichtung einen Alarm ausgeben und/oder eine Brennstoffzufuhr der Brennerrampe stoppen kann. Sofern kein sicherer Betriebszustand herstellt werden kann, kann der Brennofen durch Abschaltung der primären Brennstoffzufuhr der Brennerrampe bzw. von Brennern der Brennerrampe in einen sicheren Betriebszustand versetzt werden. Auch kann vorgesehen sein, dass nach einer Erkennung einer Leckage oder einer Blockade des Heizkanal s zunächst eine Meldung bzw. ein Alarm ausgegeben wird, wobei dann das Ofenpersonal den betroffenen Heizkanal begutachten und gegebenenfalls die Betriebsstörung beseitigen kann.

Mittels der Steuerungsvorrichtung kann ein Volumenstrom der Sektionen zwischen der Absaugrampe und der Kühlrampe auf Basis eines im Heizkanal gemessenen Drucks oder anderer physikalischer Größe im Heizkanal bestimmt werden. Dieser Volumenstrom kann mittels eines mathematischen Modells von der Steuerungsvorrichtung berechnet werden. Beispielsweise kann in j eder Sektion und am Ausgang der Feuerzone ein Druck im Heizkanal gemessen werden. Weiter kann mittels der Steuerungsvorrichtung aus einem Verhältnis von Absaugleistung und Druck in der Absaugrampe und einem Verhältnis von Absaugleistung und Druck im Heizkanal der Volumenstrom im Heizkanal bestimmt werden. Die betreffenden Verhältnisse können j eweils getrennt voneinander gebildet und der Volumenturm daraus abgeleitet werden. Mittels der Steuerungsvorrichtung kann weiter eine Konsistenz von Volumenstrom und Enthalpiestrom berechnet werden, wobei auf Basis der Berechnung eventuelle Falschluftmengen der Heizkanäle bestimmt werden können. Sofern der Volumenstrom und der Enthalpiestrom von einem vorausgesetzten Verhältnis abweichen, kann dies ebenfalls auf eine mögliche Betriebsstörung hinweisen.

Mittels der Strömungsvorrichtung kann für zumindest j eweils eine Position P an den Sektionen ein Enthalpiestrom ermittelt werden, wobei anhand des Vergleichs ein Status des Heizkanals, der Sektion und/oder der j eweiligen Position P bestimmt werden kann. Unter der Position P ist ein realer oder angenommener Punkt innerhalb eines Heizkanals einer Sektion zu verstehen. Eine Sektion kann dabei eine Mehrzahl von Positionen Pn aufweisen, beispielsweise an j eder Öffnung des Heizkanals. Beispielsweise kann der Heizkanal in 20 unterschiedliche Positionen P I bis P20 unterteilt werden. Jede Position P wird dann von der Steuerungsvorrichtung als ein Bilanzbereich klassifiziert. Jeder Bilanzbereich bzw. j ede Position P hat einen strömungstechnischen Ein- und Ausgang derart, dass j eder Position P Betriebsparameter zugeordnet werden. Diese Betriebsparameter werden tatsächlich gemessen oder durch ein rechnerisches Modell ermittelt. Da in Strömungsrichtung der Prozessluft in den Heizkanälen ein Betriebsparameter, wie beispielsweise eine Temperatur stets von der in Strömungsrichtung vorgelagerten Temperatur abhängig ist, bewirkt eine Temperaturänderung an einer in Strömungsrichtung ersten Position P I eine Temperaturänderung in allen nachfolgenden Positionen P l +n. Durch dieses Modell der Bilanzierung von Betriebsparameter j e Position P bzw. der j eweiligen Enthalpieströme kann ein Status des betreffenden Heizkanals noch genauer ermittelt werden.

Mittels der Steuerungsvorrichtung kann ein Enthalpiestrom aller Positionen Pn bestimmt werden. Dies ist zwar nicht zwingend notwendig, da nicht alle Positionen P I bzw. Züge von Heizkanälen in eine Bestimmung der Kennzahlen miteinbezogen werden müssen, j edoch wird ein Status des j eweiligen Heizkanals dann noch genauer ermittelbar. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in j edem Zug eines Heizkanals ausgehend von einer Messrampe bzw. Nullrampe bis hin zu einer Ab saugrampe eine Position P definiert wird.

Mittels der Steuerungsvorrichtung kann für die j eweilige Position P, vorzugsweise für alle Positionen Pn des Brennofens, ein Summenmassenstrom ermittelt werden, wobei der Summenmassenstrom aus Teilmassenströmen eines primären Brennstoffs, eines sekundären Brennstoffs, angesaugter Falschluft und/oder eines Abgases der in einer Strömungsrichtung vorangehenden Position Pn- 1 ermittelt werden kann. Der primäre Brennstoff und der sekundäre Brennstoff können mittels der Steuerungsvorrichtung messtechnisch oder rechnerisch ermittelt werden. Die an der j eweiligen Position P angesaugte Falschluft wird während eines regelmäßigen Betrieb s des Brennofens durch einen im Heizkanal vorhanden Unterdrück aus der Umgebungsluft angesaugt. Diese Falschluft kann zu j eder Position P als eine Vorgabe bzw. ein Betriebsparameter in der Steuerungsvorrichtung gespeichert sein. Das sich aus der verbrannten Brennstoffmenge ergebende Abgas kann von der Steuerungsvorrichtung aus der Brennstoffmenge bzw. Gesamtbrennstoffmenge errechnet werden. Aus diesen Teilmassenströmen berechnet die Steuerungsvorrichtung dann den Summenmassenstrom für die j eweilige Position P, insbesondere unter Berücksichtigung der Teilmassenströme der vorangehenden Position Pn- 1 . Insgesamt wird es so möglich über die Länge des Heizkanals für j ede Position Pn des Heizkanals einen j eweiligen Summenmassenstrom zu ermitteln. Die j eweiligen Summenmassenströme können wiederum zur Bestimmung eines Druckverlustes entlang des betreffenden Heizkanal s genutzt werden. So kann ein Differenzdruck zwischen benachbarten Positionen P bestimmt werden. Die j eweiligen ermittelten Drücke und Massenströme für j ede der Positionen Pn können somit zu einer besonders genauen Ermittlung des Enthalpiestromes genutzt werden. Mittels der Steuerungsvorrichtung kann eine primäre Brennstoffmenge der Brennerrampe ermittelt werden, wobei mittels der Steuerungsvorrichtung eine sekundäre Brennstoffmenge der Aufheizzone und/oder der Brennerzone in Abhängigkeit zumindest einer Stoffeigenschaft der kohlenstoffhaltige Körper bestimmt werden kann. Mit der Brennerrampe bzw. Brennern der Brennerrampe, vorzugsweise mehreren Brennerrampen, wird regelmäßig ein Brennstoff, wie Gas oder Öl, verbrannt. Bezogen auf ein Teilabschnitt wird dann mittels der Steuerungsvorrichtung eine Brennstoffmenge ermittelt, die von der Brennerrampe in dem Zeitabschnitt verbraucht bzw. verbrannt wird. Die von der Brennerrampe verbrauchte Brennstoffmenge bzw. eine primäre Brennstoffmenge kann beispielsweise messtechnisch, durch einen Mengenzähler oder dergleichen, ermittelt werden. Die sekundäre Brennstoffmenge kann beispielsweise eine Brennstoffmenge an Pech sein, welches in den kohlenstoffhaltigen Körpern bzw. Rohanoden enthalten ist. Pech wird regelmäßig als ein Bindemittel in einem Formungsverfahren von Rohanoden verwendet. Das Pech bzw. Pechdestillate können bei einer Temperatur zwi schen 200°C und 600°C freigesetzt werden. Je nach Stoffzusammensetzung des kohlenstoffhaltigen Körpers bzw. der Anode enthält diese eine mehr oder weniger große Menge an Pech, die prinzipiell bekannt ist. Je nach Temperatur der j eweiligen Anode bzw. deren Aufheizverhalten kann eine mehr oder weniger große Menge an Pechdestillat freigesetzt werden, welches in der Feuerzone verbrennt. Durch diese sekundäre Brennstoffmenge an Pechdestillat oder anderen den Rohanoden enthaltenen als Brennstoff nutzbaren Stoffen ergibt sich eine Änderung eines Verhältnisses von Brennstoffmenge und Prozessluft. Insofern ist es vorteilhaft, wenn die Steuerungsvorrichtung die sekundäre Brennstoffmenge bestimmen kann. Diese Bestimmung kann beispielswese gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform über eine Menge an in den Rohanoden vorhandenem Pech erfolgen. Beispielsweise kann eine fortlaufende Bestimmung der sekundären Brennstoffmenge durch eine Ermittlung des Aufheizens der kohlenstoffhaltigen Produkte und eine davon abhängige Freisetzung von brennbaren Bestandteilen über ein thermodynamisches Rechenmodell erfolgen.

Die primäre Brennstoffmenge kann in Abhängigkeit einer im Heizkanal der Feuerzone gemessenen Temperatur und/oder aus Stellwerten der Brennerrampe mittels der Steuerungsvorrichtung berechnet werden. Insofern ist es dann nicht mehr erforderlich, eine Brennstoffmenge durch Mengenzähler, die dann auch nicht vorhanden sein müssen, vorzunehmen. Prinzipiell ist eine Ermittlung der primären Brennstoffmenge durch eine direkte Erfassung von Pulszeiten für eine Öl- oder Gaseindüsung von einzelnen Brennern weiter möglich. Da zum Betrieb einer Brennerrampe ohnehin eine Temperatur im Heizkanal der Feuerzone gemessen wird, kann diese Temperatur vorteilhaft von der Steuerungsvorrichtung zur Berechnung der primären Brennstoffmenge genutzt werden. Diese Berechnung kann bei spielsweise durch Nutzung von Erfahrungswerten für Brennstoffverbräuche bei bestimmten in der Feuerzone gemessenen Temperaturen durchgeführt werden. So kann die Berechnung anhand einer mathematischen Funktion der primären Brennstoffmenge und der Temperatur erfolgen.

Die sekundäre Brennstoffmenge der Aufheizzone kann in Abhängigkeit eines Masseverlustes, Verkokungsgrades und/oder einer Temperatur der Anoden bzw. kohlenstoffhaltigen Körper berechnet oder abgeschätzt werden. Folglich kann die sekundäre Brennstoffmenge mittels eines mathematischen Modells von der Steuerungsvorrichtung berechnet werden. Ein Wärmeinhalt bzw. eine Temperatur der kohlenstoffhaltigen Körper hat Einfluss auf eine Freisetzung von beispielsweise Pechdestillaten, sodass bei einer bekannten Stoffeigenschaft der kohlenstoffhaltigen Körper, beispielsweise ein Masseanteil an Pech, eine Verweildauer der kohlenstoffhaltigen Körper im Brennofen, ein Temperaturniveau der kohlenstoffhaltigen Körper während dieses Zeitabschnitts, damit eines Verkokungsgrades und damit auch eines Masseverlustes, ein Anteil von den kohlenstoffhaltigen Körpern in einem Zeitabschnitt abgegebenen primären Brennstoffmenge mittels der Steuerungsvorrichtung berechnet werden kann. Dabei kann eine direkte Messung einer Temperatur von kohlenstoffhaltigen Körpern in unterschiedlichen Sektionen erfolgen. Die direkte Messung einer Temperatur kann auch an einzelnen kohlenstoffhaltigen Körpern als eine Referenzmessung durchgeführt werden. Die Steuerungsvorrichtung kann diese Messwerte speichern und j e nach Position eines kohlenstoffhaltigen Körpers bzw. einer Anode in einer Sektion bzw. Zone für den kohlenstoffhaltigen Körper neu berechnen, so dass von der Steuerungsvorrichtung für den betreffenden kohlenstoffhaltigen Körper ein Verkokungsgrad und damit eine von dem kohlenstoffhaltigen Körper repräsentierte sekundäre Brennstoffmenge kontinuierlich angepasst werden kann.

Die Steuerungsvorrichtung kann die Temperatur der kohlenstoffhaltigen Körper berechnen. Neben einer direkten Messung der Temperatur der Anoden bzw. kohlenstoffhaltigen Körper mittels Sensoren oder anderen messtechnischen Geräten kann die Steuerungsvorrichtung die Temperatur der kohlenstoffhaltigen Körper auch mittels eines mathematischen Modells berechnen. Diese Berechnung kann unter Einbeziehung der von der Steuerungsvorrichtung gemessenen Temperaturen in den Heizkanälen des Brennofens erfolgen. Weiter kann die j eweilige Temperatur an der Absaugrampe, an der Brennerrampe und in Heizkanälen weiterer Sektionen gemessen werden. Aus diesen dann im Wesentlichen gleichzeitig gemessenen Temperaturen des Brennofens kann die Steuerungsvorrichtung die Temperatur der j eweiligen kohlenstoffhaltigen Körper berechnen. Diese Berechnung kann unter Berücksichtigung weiterer Betrieb sparameter des Brennofens erfolgen. Auch kann die Berechnung auf Basis von Erfahrungswerten, die beispielsweise durch mathematische Funktionen repräsentiert werden, durchgeführt werden. Eine direkte Messung der Temperatur der kohlenstoffhaltigen Körper ist dann nicht mehr während eines Regelbetriebs des Brennofens erforderlich. Die Steuerungsvorrichtung kann aus der primären Brennstoffmenge und der sekundären Brennstoffmenge eine Gesamtbrennstoffmenge berechnen. So können die Brennstoffmengen, die in der Aufheizzone und in der Feuerzone den Heizkanälen zugeführt werden, genauer bestimmt werden, wobei die dafür erforderlichen Verhältnisse dieser Brennstoffmengen zu einem im Abgas enthaltenen Restsauerstoff für ein optimales Verbrennung ermittelt werden können. Folglich kann auch ein Verhältnis von Prozessluft und Brennstoffmenge genauer bestimmt werden.

Von der Steuerungsvorrichtung kann ein Anschlusskanal an der Absaugrampe al s eine Position P I , der Heizkanal an einem Messwertaufnehmer zur Temperaturmessung und Strömungsrichtung vor der Absaugrampe als eine Position P7, der Heizkanal an einer Messrampe in Strömungsrichtung vor dem Messwertaufnehmer als eine Position P 10 und/oder der Heizkanal an der Brennerrampe in Strömungsrichtung vor der Messrampe als eine Position P 13 verwendet werden. Bereits durch die Verwendung dieser Positionen P zur Ermittlung des Status des Heizkanals kann dieser Vergleichsweise verlässlich ermittelt werden.

Von der Steuerungsvorrichtung kann j eweils als Kennzahl die Differenz der Enthalpieströme von Position P7-P 1 , P 10-P7 und/oder P 13 -P 10, j eweils ein Verhältni s der Enthalpieströme der Positionen P l , P7 und/oder P 10 zu P 13 , und j eweils die Volumenströme in der Position P I , P7, P 10 und/oder P 13 , berechnet werden. Mit den an diesen Positionen P gemessenen bzw. berechneten Temperaturen und aus den berechneten Summenmassenströmen können, bei spielsweise unter Berücksichtigung von temperaturabhängigen Stoffkennwerten der Prozessluft, die j eweiligen Enthaltpieströme an diesen Positionen P von der Steuerungsvorrichtung ermittelt werden. Die Differenzen der Enthalpieströme bzw. Volumenströme der betreffenden Positionen P sowie deren Verhältnisse können einfach zur Bestimmung der Kennzahlen genutzt werden. Beispielsweise kann ein Normalzustand des Brennofens bzw. ein störungsfreier Betrieb dadurch definiert werden, dass die Differenzen der Enthal- pieströme immer positiv sind, ein Verhältnis der Enthalpieströme: Position 10/Position P 13 > Position P7/Position P30 > Position P l/Position P 13. Von dem so definierten Normalbetrieb abweichende Betriebszustände können dann al s Störung definiert sein.

Von der Steuerungsvorrichtung kann ausgehend von einer Nulldruckrampe, als eine Position P20 in Strömungsrichtung vor der Brennerrampe, für nachfolgende Position Pn- 1 ein j eweiliger Druck im Heizkanal berechnet werden. Da an der Nulldruckrampe bzw. der Position P20 ein Druck regelmäßig 0 Pa beträgt, kann hiervon ausgehend für die nachfolgenden Positionen Pn- 1 ein Druckabfall berechnet werden, ohne diesen Druckabfall an diesen Positionen Pn- 1 zu messen. Weiter kann der Druck in den einzelnen Positionen Pn- 1 dann zur Bestimmung eines j eweiligen Volumenstroms bzw. Massenstroms für diese Positionen Pn- 1 genutzt werden.

An der Messrampe kann ein Druck und/oder eine Temperatur gemessen werden, wobei die Steuerungsvorrichtung einen berechneten Druck und/oder eine Temperatur nach dem gemessenen Druck und/oder der Temperatur korrigieren kann. Die an der Position P 10 befindliche Messrampe kann folglich zur Korrektur des errechneten Drucks und/oder der Temperatur an der errechneten Position P 10 genutzt werden. Beispielsweise kann zunächst eine Berechnung des Drucks und/oder der Temperatur an der Messrampe von der Steuerungsvorrichtung ausgeführt werden, wobei die Berechnung durch Parametervariation solange iterativ wiederholt werden kann, bis eine ausreichende Übereinstimmung zwischen dem gemessenen und dem berechneten Druck bzw. der Temperatur an der Messrampe erreicht wird. Die j eweiligen Kennzahlen für die übrigen Position P, an denen keine Messung möglich ist, können so noch genauer bestimmt werden.

Die Steuerungsvorrichtung kann einen Vergleich der von der Steuerungsvorrichtung bestimmten Kennzahl mit vorgegebenen Vorzeichen von vorausgesetzten Kennzahlen und/oder Verhältnissen von vorausgesetzten Kennzahlen durchführen, wobei anhand des Vergleichs der Status des Heizkanals bestimmt werden kann. Beispielsweise kann eine Blockade im Heizkanal zwischen der Messrampe und einen Messfühler einer Brennerrampe bestimmt werden, wenn eine Differenz der Enthalpieströme Position P7 - Position P I negativ ist, und wenn eine Relation der Differenzen Position P7 - Position P I < Position P 13 - Position P 10 < Position P 10 - Position P7 ist, und wenn eine Relation der Enthalpiestromverhältnisse Position P 10/Position P 13 > Position P l/Position P 13 > Position P7/Position P 13 ist, und wenn die j eweiligen Volumenströme Position P7 < Position P I < Position P 10 < Position P 13 sind. Sind diese Bedingungen erfüllt, kann die Steuerungsvorrichtung eine teilwei se oder totale Blockade zwischen der Position P7 und der Position P 13 identifizieren und weiterverarbeiten. Weiter kann die Steuerungsvorrichtung eine Blockade im Heizkanal zwischen der Position 10 und einer letzten Brennerrampe mit der Position P 15 identifizieren, wenn eine Differenz der Enthalpieströme Position P7 - Position P I negativ ist, und wenn eine Relation der Differenzen Position P7 - Position P I < Position P 13 - Position P 10 < Position P 10 - Position P7 ist, und die j eweiligen Volumenströme Position P7 < Position P 10 < Position P I < Position P 13 sind. Sind alle Bedingungen erfüllt, wird von der Steuerungsvorrichtung der Zustand einer teilweisen oder totalen Blockade zwischen der Mess- und der Brennerrampe im Heizkanal ermittelt. Eine Identifikation einer Leckage im Heizkanal im Bereich der Brennerrampe bzw. der Brennerrampen kann dann vorliegen, wenn eine Differenz der Enthalpieströme Position P7 - Position P I negativ ist, und wenn eine Relation der Differenzen Position P7 - Position P I < Position P 10 - Position P7 < Position P 13 - Position P 10 ist, und wenn eine Relation der Enthalpiestromverhältnisse Position P l/Position P 13 > Position P 10/Position P 13 > Position P7/Position P 13 sind. Sind diese Bedingungen erfüllt, kann die Steuerungsvorrichtung als einen Status eine Leckage im Heizkanal bestimmen. Weiter kann die Steuerungsvorrichtung einen Vergleich der von der Steuerungsvorrichtung bestimmten Kennzahlen mit in der Steuerungsvorrichtung gespeicherten Kennzahlen durchführen, wobei anhand des Vergleichs eine Wahrscheinlichkeit des Status des Heizkanals bestimmt werden kann. Die Steuerungsvorrichtung kann durch den Vergleich mit einer Standardsituation die Wahrscheinlichkeit im Bereich von 0 bis 100 % für das Vorhandensein einer Blockade bzw. einer Leckage im Heizkanal ermitteln und weiterverarbeiten. Diese ermittelte Wahrscheinlichkeit kann dem Ofenpersonal als Information zur Verfügung gestellt oder für eine weitere Übergabe an eine Steuerung des Brennofens weiterverarbeitet werden, beispielsweise zum Auslösen einer Unterbrechung einer Brennstoffzufuhr an der Brennerrampe.

Mittels der Steuerungsvorrichtung kann für die j eweiligen Positionen P der Aufheizzone und/oder der Feuerzone, in Abhängigkeit einer Gestalt des Heizkanal s ein Verlust eines Drucks im Heizkanal und/oder eine eventuelle Falschluftmenge berücksichtigt werden. Die Falschluftmenge kann mittels eines mathematischen Modell s von der Steuerungsvorrichtung berechnet werden. Die Falschluftmenge kann beispielsweise iterativ, auf Basis von Erfahrungswerten, die durch mathematische Funktionen repräsentiert sind, berechnet werden. Die in die Heizkanäle eingebrachte Luftmenge kann beispielsweise im Bereich der Kühlzone an beispielsweise einer Gebläserampe bestimmt werden. Eine Bestimmung der Luftmenge an der Gebläserampe kann durch Bestimmung einer Klappenposition einer Drosselklappe erfolgen. Ein Querschnitt eines Ansaugkanals kann durch eine Verstellung der Drosselklappe variiert werden, so dass die in die Heizkanäle eingebrachte Luftmenge unter anderem von dem eingestellten Querschnitt des Ansaugkanals abhängt. Wenn eine Drosselklappe oder ähnliche derartige Einrichtung verwendet wird, kann daher aus einer Klappenposition, beispielsweise angegeben in Winkelgrad relativ zum Ansaugkanal, auf eine Ansaugleistung bzw. Luftmenge rückgeschlossen werden. Die Luftmenge kann von der Steuerungsvorrichtung zur Berechnung des Volumenstroms genutzt werden. Alternativ kann eine eingebrachte Luftmenge über eine Druckmessung in den Heizkanälen zwischen der Gebläserampe und der Brennerrampe ermittelt werden. Weiter ist es möglich eine eingebrachte Luftmenge über eine Drehzahl von Ventilatoren zu ermitteln.

Von der Steuerungsvorrichtung kann der Volumenstrom und/oder der Enthalpiestrom geregelt werden. Diese Regelung des berechneten Volumenstroms bzw. Enthalpiestroms kann durch Einbeziehung weiterer Betriebsparameter, beispielsweise einer Falschluftmenge oder anderer Messdaten erfolgen.

Mittels der Steuerungsvorrichtung kann der Volumenstrom, vorzugsweise der Sektionen und/oder der Absaugrampe, und/oder der Kühlrampe, und/oder eine eingebrachte Luftmenge derart angepasst werden, dass ein in der Steuerungsvorrichtung vorgegebenes Soll-Verhältnis von Prozessluft und der primären Brennstoffmenge und/oder sekundären Brennstoffmenge, vorzugsweise der Gesamtbrennstoffmenge, erreicht werden kann. Die Steuerungsvorrichtung kann ein Ist-Verhältnis von Prozessluft und Brennstoffmenge berechnen und über die Anpassung der eingebrachten Luftmenge nach dem Soll-Verhältnis regeln. Die Steuerungsvorrichtung kann dazu über einen oder mehrere Regler, beispielsweise PID-Regler, verfügen. Somit kann dann j ederzeit sichergestellt werden, dass ein Verhältnis von Prozessluft und Brennstoffmenge nicht soweit abweicht, dass sich gefährliche Betrieb szustände einstellen. Auch kann ein für eine Verbrennung der unterschiedlichen Brennstoffe optimaler Zustand eingestellt werden.

Diese Anpassung kann durch eine Regelung des Volumenstroms an der Absaugrampe und/oder der Kühlrampe mittels der Steuerungsvorrichtung erfolgen. Diese Regelung des Volumenstroms kann durch eine Betätigung von Drosselklappen an der Absaugrampe und/oder der Kühlrampe bewerkstelligt werden. Die Regelung kann auf einen motorisierten Antrieb der Drosselklappe bzw. der Drosselklappen einwirken, so dass der Volumenstrom beeinflusst wird. Weiter kann mittels der Steuerungsvorrichtung die eingebrachte primäre Brennstoffmenge derart angepasst werden, dass ein in der Steuerungsvorrichtung vorgegebenes Soll-Verhältnis von Prozessluft und der Gesamtbrennstoffmenge erreicht werden kann. Folglich ist auch eine Regelung eines Ist-Verhältnisses von Prozessluft und Gesamtbrennstoffmenge über eine Dosierung der Brennstoffmenge an der Brennerrampe möglich. Die Regelung der primären Brennstoffmenge kann in Verbindung mit einer Regelung des Volumenstroms erfolgen, wobei die Steuerungsvorrichtung dann auch eine Kaskadenregelung ausbilden kann.

Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung ist zum Betrieb eines Brennofens, insbesondere Anodenbrennofens, ausgebildet, wobei der Brennofen aus einer Mehrzahl von Heizkanälen und Ofenkammern gebildet ist, wobei die Ofenkammern zur Aufnahme von kohlenstoffhaltigen Körpern, insbesondere Anoden, und die Heizkanäle zur Temperierung der Ofenkammern dienen, wobei der Brennofen zumindest eine Ofeneinheit umfasst, wobei die Ofeneinheit eine Aufheizzone, eine Feuerzone und eine Kühlzone umfasst, die ihrerseits aus zumindest einer Ofenkammern umfassenden Sektion gebildet sind, wobei in einer Sektion der Aufheizzone eine Ab saugrampe und in einer Sektion der Feuerzone eine Brennerrampe der Ofeneinheit angeordnet ist, wobei mittels der Brennerrampe Prozessluft in den Heizkanälen der Feuerzone erhitzbar und mittels der Absaugrampe Abgas aus den Heizkanälen der Aufheizzone absaugbar ist, wobei ein Betrieb der Rampen mittel s der Steuerungsvorrichtung der Ofeneinheit steuerbar ist, wobei mittels der Steuerungsvorrichtung eine Brennstoffmenge der Brennerrampe ermittelbar ist, wobei mittels der Steuerungsvorrichtung für zumindest zwei Sektionen j eweils ein Enthalpiestrom ermittelbar ist, wobei eine Differenz der j eweiligen Enthalpieströme als eine Kennzahl bestimmbar ist, wobei die so bestimmte Kennzahl mit einer vorausgesetzten Kennzahl vergleichbar ist, wobei anhand des Vergleichs ein Status des Brennofens bestimmbar ist. Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung wird auf die Vorteilsbeschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwie- sen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer Steuerungsvorrichtung ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Brennofen, insbesondere Anodenbrennofen, umfasst eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung. Weitere Ausführungsformen eines Brennofens ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Brennofens in einer perspektivi schen Ansicht;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ofeneinheit des Brennofens in einer Längsschnittansicht;

Fig. 3 eine Temperaturverteilung in der Ofeneinheit;

Fig. 4 eine Teildarstellung der Ofeneinheit aus Fig. 2;

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm für eine Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb eines Brennofens.

Eine Zusammenschau der Fig. 1 und 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Anodenbrennofen bzw. Brennofens 10 mit einer Ofeneinheit 1 1. Der Brennofen 10 weist eine Mehrzahl von Heizkanälen 12 auf, die parallel entlang zwischenliegender Ofenkammern 13 verlaufen. Die Ofenkammern 13 dienen dabei zur Aufnahme von hier nicht näher dargestellten Anoden bzw. kohlenstoffhaltigen Körper. Die Heizkanäle 12 verlaufen mäanderförmig in Längsrichtung des Brennofens 10 und weisen in regelmäßigen Abständen Heizkanalöffnungen 14 auf, die j eweils mit einer hier nicht näher dargestellten Heizkanalabdeckung abgedeckt sind.

Die Ofeneinheit 1 1 umfasst weiter eine Absaugrampe 15, eine oder mehrere Brennerrampen 16 und eine Kühlrampe 17. Deren Position am Brennofen 10 definiert j eweils funktionsbedingt eine Aufheizzone 18, eine Feuerzone 19 und eine Kühlzone 20. Im Laufe des Produktionsprozesses der Anoden bzw. kohlenstoffhaltigen Körper wird die Ofeneinheit 1 1 relativ zu den Ofenkammern 13 bzw. den kohlenstoffhaltigen Körper durch Umsetzen der Absaugrampe 15, der Brennerrampen 16 und der Kühlrampe 17 in Längsrichtung des Brennofens 10 verschoben, so dass alle im Anodenbrennofen 10 befindlichen Anoden bzw. kohlenstoffhaltigen Körper die Zonen 18 bis 20 durchlaufen.

Die Absaugrampe 15 ist im Wesentlichen aus einem Sammelkanal 21 gebildet, der über einen Ringkanal 22 an eine hier nicht dargestellte Abgasreinigungsanlage angeschlossen ist. Der Sammelkanal 21 ist seinerseits j eweils über einen Anschlusskanals 23 an einer Heizkanalöffnung 14 angeschlossen, wobei hier eine Drosselklappe 24 am Anschlusskanal 23 angeordnet ist. Weiter ist ein hier nicht dargestellter Messwertaufnehmer zur Druckmessung innerhalb des Sammelkanals 21 und ein weiterer Messwertaufnehmer 25 zur Temperaturmessung in j edem Heizkanal 12 unmittelbar vor dem Sammelkanal 21 angeordnet und über eine Datenleitung 26 mit diesem verbunden. In der Aufheizzone 18 ist darüber hinaus eine Messrampe 27 mit Messwertaufnehmern 28 für j eden Heizkanal 12 angeordnet. Mittels der Messrampe 27 können ein Druck und eine Temperatur im betreffenden Abschnitt des Heizkanals 12 ermittelt werden.

In der Feuerzone 19 sind zwei bis vier, bevorzugt drei Brennerrampen 16 mit Brennern 30 und Messwertaufnehmern 3 1 für j eden Heizkanal 12 aufgestellt. Die Brenner 30 verbrennen j eweil s im Heizkanal 12 einen entzündbaren Brennstoff, wobei mittels der Messwertaufnehmer 3 1 eine Brennertemperatur gemessen wird. So wird es möglich, im Bereich der Feuerzone 19 eine gewünschte Brennertemperatur einzustellen.

Die Kühlzone 20 umfasst die Kühlrampe 17, welche aus einem Zuführkanal 32 mit j eweiligen Anschlusskanälen 33 und Drosselklappen 34 zum Anschluss an die Heizkanäle 12 ausgebildet ist. Über den Zuführkanal 32 wird Frischluft in die Heizkanäle 12 eingeblasen. Die Frischluft kühlt die Heizkanäle 12 bzw. die in den Ofenkammern 13 befindlichen Anoden bzw. kohlenstoffhaltigen Körper im Bereich der Kühlzone 20, wobei die Frischluft sich bis zum Erreichen der Feuerzone 19 kontinuierlich erwärmt. Der Fig. 3 ist hierzu ein Diagramm der Temperaturverteilung bezogen auf die Länge des Heizkanals 12 und die Zonen 18 bis 20 zu entnehmen. Weiter ist in der Kühlzone 20 eine Messrampe oder auch eine sogenannte Nulldruckrampe 35 mit Messwertaufnehmern 36 angeordnet. Die Messwertaufnehmer 36 dienen zur Erfassung eines Drucks in den j eweiligen Heizkanälen 12. Im Bereich der Messwertaufnehmer 36 nimmt der Druck im Heizkanal 12 im Wesentlichen den Wert 0 an, wobei zwischen den Messwertaufnehmern 36 und der Kühlrampe 17 ein Überdruck und zwischen den Messwertaufnehmern 36 und der Absaugrampe 15 sich ein Unterdrück in den Heizkanälen 12 ausbildet. Folglich strömt die Frischluft ausgehend von der Kühlrampe 17 durch die Heizkanäle 12 zur Absaugrampe 15. Die Rampen 15 bis 17 sind j eweils in Sektionen 37 bis 42 angeordnet, wobei die Sektionen 37 bis 42 ihrerseits j eweils aus Heizkanalabschnitten 12 gebildet sind. An die Sektionen 37 bis 42 angrenzende Sektionen sind hier im Sinne der Vereinfachung der Figur nicht näher dargestellt.

Die Fig. 4 zeigt die bereits in der Fig. 2 dargestellte Ofeneinheit 1 1 des Brennofens 10 in einer Teildarstellung. Insbesondere wird ein Betrieb des Brennofens 10 bzw. der Absaugrampe 15, der Brennerrampe 16 und der Kühlrampe 17 mittels einer hier nicht dargestellten Steuerungsvorrichtung der Ofeneinheit 1 1 gesteuert, wobei die Steuerungsvorrichtung zumindest eine Einrichtung zur Datenverarbeitung, beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung oder einen Computer, umfasst, mit dem ein Computerprogrammprodukt bzw. zumindest eine Software ausgeführt wird. Mittels der Steuerungsvorrichtung wird zumindest für zwei der Sektionen 37 bis 42 ein Enthalpiestrom ermittelt, wobei eine Differenz der j eweiligen Enthalpieströme als eine Kennzahl bestimmt wird, wobei die so bestimmte Kennzahl mit einer vorausgesetzten Kennzahl verglichen wird, wobei anhand des Vergleichs ein Status des Brennofens 10 bzw. der Ofeneinheit 1 1 bestimmt wird.

An den Sektionen 37 bis 41 sind an dem hier gezeigten Beispiel Positionen P I bis P20 definiert, die Bilanzbereiche repräsentieren für die die Steuerungsvorrichtung einen Enthalpiestrom und einen Volumenstrom ermittelt. Die Positionen P I bis P20 sind an dem Brennofen 10 so verteilt, dass mögliche den Enthalpiestrom und den Volumenstrom beeinflussende anlagentechnische Gestaltungsmerkmale des Brennofens Berücksichtigung finden. Insbesondere ist in dem hier gezeigten Bespiel der Anschlusskanal 23 durch die Position P I , die Heizkanalöffnung 14 für die Absaugrampe 15 durch die Position P4 eine Abdichtung des Heizkanals 12 durch die Position P5, der in der Fig. 2 dargestellte Messwertaufnehmer 25 durch die Position P7, der in der Fig. 2 dargestellte Messwertaufnehmer 28 durch die Position P 10, der Messwertaufnehmer 3 1 durch die Positionen P 13 bis P 18 und der bzw. die Messwertaufnehmer 36 durch die Position P20 repräsentiert. Oberhalb der Positionen P 14 bis P 19 sind Brenner 30 positioniert. Die Position P20 entspricht damit der Nulldruckrampe 35 und die Position P 10 der Messrampe 27. Die Positionen P I bis P5 betreffen die Ab saugrampe 15.

Für j ede der Position P I bis P20 wird in der Steuerungsvorrichtung ein Wert für eine mögliche Leckage bzw. Falschluft angegeben. Die j eweiligen Volumenströme werden mit den tatsächlich gemessenen oder ermittelten Temperaturen und Drücken aus dem so identifizierten Masseströmen ermittelt. Die j eweiligen Enthalpieströme der Prozessluft können nun aus den bekannten Stoffeigenschaften der Prozessluft und den Massenströmen errechnet werden. Dies erfolgt mittels der Steuerungsvorrichtung, die eine primäre Brennstoffmenge der Brennerrampen 16 ermittelt. Weiter wird mittels der Steuerungsvorrichtung eine Temperatur der hier nicht dargestellten Anoden bzw. kohlenstoffhaltigen Körper berechnet und auf dieser Basis eine sekundäre Brennstoffmenge der Aufheizzone 18 in Abhängigkeit zumindest einer Stoffeigenschaft der Anoden bzw. kohlenstoffhaltigen Körper ermittelt. Die Steuerungsvorrichtung errechnet aus der primären Brennstoffmenge und der sekundären Brennstoffmenge eine Gesamtbrennstoffmenge.

Weiter wird in einer Position P 10 und in einer Position P20 ein Druck gemessen, wobei der dann bekannte Differenzdruck auf die übrigen Bilanzab schnitte bzw. Positionen P aufgeteilt wird. Für j edes Bilanzgebiet bzw. Position P kann nun aus den dem j eweiligen Differenzdruck, der Temperatur und den strömungstechnischen Parametern ein Massenstrom für das Abgas- bzw. die Prozessluft errechnet werden. Ein j eweiliger Summenmassenstrom setzt sich dabei aus den Massenströmen für Abgas, Falschluft, primären und sekundären Brennstoff zusammen. Mit den so ermittelten Summenmassenströmen für die betreffenden Bilanzgebiete wird es möglich ausgehend von der Nulldruckrampe 35 bzw. der Position P20 einen Druckverlust für die nachfolgenden Positionen Pn- 1 insbesondere bis zur Position P 10 zu ermitteln. Die tatsächlich an der Position P 10 gemessenen Messwerte für Druck und Temperatur können von der Steuerungsvorrichtung mit den errechneten Messwerten verglichen werden, wobei durch eine iterative Wiederholung der Berechnung mittels Parametervariation eine Anpassung der Berechnung an die tatsächlich gemessenen Werte erfolgen kann. Der so für die Position P 10 errechnete Summenmassenstrom wird wiederum über die nachfolgenden Positionen P, wie vorstehend beschrieben, aufgeteilt und unter Berücksichtigung von Falschluft, etc. für die j eweiligen Positionen P berechnet. Die sich hieraus ergebenden Enthalpieströme und Volumenströme für die j eweiligen Positionen P werden dann mittels der Steuerungsvorrichtung weiterverarbeitet. Insbesondere wird eine Differenz der Enthalpieströme sowie ein Verhältnis der Enthalpieströme und der Volumenströme errechnet. Diese Differenzen und Verhältnisse entsprechen einer Kennzahl, die auch durch ein mathematisches Vorzeichen repräsentiert sein kann. Da die Kennzahlen für einen normalen Anlagenzustand des Brennofens 10 bzw. der Ofeneinheit 1 1 bekannt und in der Steuerungsvorrichtung gespeichert sind, vergleicht die Steuerungsvorrichtung die ermittelten Kennzahlen bzw. Ist-Kennzahlen mit den vorausgesetzten Kennzahlen bzw. Soll-Kennzahlen für einen normalen Anlagenzustand. Je nach Ergebnis des Vergleichs kann die Steuerungsvorrichtung eine Blockade und/oder eine Leckage im Bereich einer der Positionen P I bis P20 identifizieren. Bei dem Vergleich mit den vorausgesetzten Kennzahlen kann die Steuerungsvorrichtung darüber hinaus eine Wahrscheinlichkeit in einem Bereich von 0 % bis 100 % für das Vorhandensein dieser Blockade oder Leckage ermitteln. Insbesondere i st vorgesehen, dass die Steuerungsvorrichtung Blockaden im Heizkanal 12 in den Sektionen 37 und 38 bis zu der Messrampe 27, Blockaden im Heizkanal 12 zwischen der Messrampe 27 und der Feuerzone 19, Leckagen im Heizkanal 12 im Bereich der Sektion 37 und 38 sowie einen allgemeinen Zustand des Heizkanals 12 identifiziert. Sofern die Steuerungsvorrichtung eine Blockade und/oder Leckage identifiziert, kann diese zunächst einen Alarm ausgeben und/oder eine Brennstoffzufuhr an den Brennerrampen 16 des betroffenen Heizkanals 12 stoppen, wodurch ein sicherer Betriebszustand des Brennofens 10 hergestellt wird.

Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs zur Identifikation von Blockaden und/oder Leckagen an einem Brennofen mittels der Steuerungsvorrichtung. In einem Verfahrensschritt 43 wird, wie zuvor beschrieben, ein Enthalpiestrom für die j eweiligen Positionen P I bis P20 ermittelt. In einem darauffolgenden Verfahrensschritt 44 wird eine Differenz und ein Verhältnis von Enthalpieströmen ausgewählter Positionen P berechnet. In dem Verfahrensschritt 45 werden von der Steuerungsvorrichtung aus der Berechnung der Differenzen und Verhältnisse Kennzahlen bestimmt und miteinander ins Verhältni s gesetzt. Im Verfahrensschritt 46 erfolgt ein Vergleich dieser Kennzahlen mit vorausgesetzten Kennzahlen für einen normalen Anlagenzustand. Die vorausgesetzten Kennzahlen sind in der Steuerungsvorrichtung gespeichert. Nachfolgend wird im Verfahrensschritt 47 von der Steuerungsvorrichtung ein Status des Brennofens als ein Ergebnis des Vergleichs ausgegeben.