專利名稱：用于監(jiān)測(cè)炭質(zhì)塊體焙燒設(shè)備的工作的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測(cè)炭質(zhì)塊體焙燒設(shè)備的工作的方法和系統(tǒng)，特別是用于通過(guò)電解生產(chǎn)鋁的碳陽(yáng)極。本發(fā)明旨在檢測(cè)與燃燒問(wèn)題有關(guān)的任何故障，所述燃燒問(wèn)題特別是由助燃劑 (comburant)缺乏、引燃溫度過(guò)低或者燃料(combustible)量太多(相對(duì)于助燃劑)引起的燃燒問(wèn)題。
背景技術(shù)：
金屬鋁可通過(guò)使用霍爾-赫魯特(Hall-H6roult)法的電解而工業(yè)生產(chǎn)。為該目的，提供了在底部包含陰極單元并包含碳材料陽(yáng)極部分浸入其中的電解液池的電解槽。所述陽(yáng)極由在熔爐中焙燒的模塑炭質(zhì)塊體制成。已知這些熔爐包括絕熱罩，其可包含圍成腔的橫向壁。所述熔爐裝配有縱向伸展的中空加熱間壁，在間壁之間形成被設(shè)計(jì)用以接收待焙燒的炭質(zhì)塊體的延長(zhǎng)的單元格。所述炭質(zhì)塊體在這些單元格中堆積后，并且在焙燒前，將被稱為“填料焦炭 (poussier)，，的顆粒狀或粉末填充材料導(dǎo)入至所述單元格中。所述填料焦炭用于在焙燒過(guò)程中保護(hù)陽(yáng)極，特別是抵抗由于高焙燒溫度(約1200°C )而可能發(fā)生的氧化。焙燒借助間壁內(nèi)的熱氣體環(huán)流實(shí)現(xiàn)。這些氣體一方面包括借助吹入臂(jambe de soufflage)吹入所述間壁的空氣和注入所述間壁的一級(jí)燃料——液體或氣體——，另一方面包括由陽(yáng)極焙燒產(chǎn)生的可用作二級(jí)(補(bǔ)充)燃料的氣體(揮發(fā)性碳?xì)浠衔?。所述一級(jí)燃料可通過(guò)包含一個(gè)或多個(gè)噴嘴(bruleur )或一個(gè)或多個(gè)注入器的加熱斜坡(rampe de chauffage)注入。在注入器的情況下，所述燃料由于所述熔爐中的高溫而在其中燃燒。 然后，借助吸出臂將所注入的氣體和/或產(chǎn)物從所述間壁中吸出。在焙燒循環(huán)中，加熱斜坡相對(duì)于所述熔爐逐漸移動(dòng)，使得在所述熔爐的給定部位的每個(gè)陽(yáng)極負(fù)載物連續(xù)地被預(yù)加熱、焙燒和冷卻。這種類型的熔爐稱為“旋轉(zhuǎn)熱源式熔爐 (four afeu tournant) ”。一旦所述陽(yáng)極已經(jīng)冷卻，將其從所述單元格中取出。如果熔爐間壁被完全地或部分地阻塞(例如由于滲入填料焦炭)或者變形(由于焙燒和連續(xù)加熱和冷卻循環(huán)中所述熔爐中的高溫)，或者如果焙燒區(qū)遭受強(qiáng)的空氣滲入或滲出(滲入由安裝所述裝置時(shí)的問(wèn)題引起或者由所述熔爐和/或其裝置的狀態(tài)引起)，那么對(duì)所述相應(yīng)間壁管線的清掃大大減少或者甚至變得不存在。清掃是指環(huán)流氣體進(jìn)入并通過(guò)所述中空間壁。這種類型的故障被稱為間壁阻塞。但所述一級(jí)燃料繼續(xù)被注入，并且揮發(fā)性物質(zhì)繼續(xù)由在焙燒過(guò)程中的所述炭質(zhì)塊體產(chǎn)生。不進(jìn)行清掃的情況下，燃料和/或揮發(fā)性物質(zhì)積聚于死區(qū)。然后，單純的氧進(jìn)入即可能引起爆炸。該問(wèn)題在焙燒設(shè)備中陽(yáng)極生產(chǎn)率非常高時(shí)甚至更加嚴(yán)重，所述熔爐和陽(yáng)極焙燒操作需要的多種裝置持續(xù)進(jìn)行工作。出于確保人員和裝置安全性的原因，自然已經(jīng)提出了多種監(jiān)測(cè)方法。然而，至今不存在目標(biāo)是觸發(fā)安全措施而快速檢測(cè)間壁清掃問(wèn)題的可靠自動(dòng)化手段。而且，使用的整體調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般也不能檢測(cè)并確認(rèn)在間壁局部出現(xiàn)的清掃問(wèn)題。僅熔爐操作員的特別監(jiān)控才有可能可靠地檢測(cè)間壁清掃問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在通過(guò)提供一種用于檢測(cè)與燃燒問(wèn)題相關(guān)的熔爐故障的方法和系統(tǒng)來(lái)克服上文提及的缺點(diǎn)，所述方法和系統(tǒng)符合嚴(yán)格的安全性標(biāo)準(zhǔn)，是可靠的，并且使得可以非?？焖俚貦z測(cè)熔爐間壁上的清掃問(wèn)題。為此，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測(cè)炭質(zhì)塊體焙燒設(shè)備的工作的方法，所述設(shè)備包括-一個(gè)包含中空縱向間壁的熔爐，熱焙燒氣體可在所述中空縱向間壁中環(huán)流，并在所述中空縱向間壁之間圍成單元格以接收待焙燒的炭質(zhì)塊體，-和一個(gè)相對(duì)所述熔爐旋轉(zhuǎn)的加熱系統(tǒng)，其包含一個(gè)將空氣吹入所述各個(gè)間壁的多個(gè)臂的上游斜坡、一個(gè)將氣體從所述各個(gè)間壁吸出的多個(gè)臂的下游斜坡以及在所述吹入和吸出斜坡之間的具有每間壁至少一個(gè)噴嘴或至少一個(gè)燃料注入器的至少一個(gè)加熱斜坡；總體縱向的氣體環(huán)流管線，沿在吹入臂和相應(yīng)吸出臂之間的間壁被圍成。根據(jù)本發(fā)明的廣義定義，為了檢測(cè)與燃燒問(wèn)題有關(guān)的故障并且特別是檢測(cè)間壁阻塞——甚至是部分的間壁阻塞——，所述方法包括a)對(duì)于每條氣體環(huán)流管線，在所述氣體環(huán)流管線的至少一個(gè)給定點(diǎn)，連續(xù)記錄至少一個(gè)選自以下的測(cè)量參數(shù)溫度、壓力、流量、氧濃度和一氧化碳濃度；b)連續(xù)評(píng)價(jià)從所述一個(gè)或多個(gè)測(cè)量參數(shù)獲得的至少一個(gè)因子；c)將該因子與相應(yīng)參考值連續(xù)比較；d)當(dāng)所述因子和所述相應(yīng)參考值之間的比較不滿足預(yù)定安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)發(fā)出故障信號(hào)。在實(shí)踐中，將所述方法設(shè)計(jì)成進(jìn)行物理參數(shù)的一次或多次連續(xù)測(cè)量，并且這是對(duì)間壁的每個(gè)管線，且不是以單純的全部或局部的方式。接下來(lái)評(píng)價(jià)相關(guān)的因子。在一些實(shí)施方案中可計(jì)算該因子，在另一些實(shí)施方案中，該因子直接為所述測(cè)得的參數(shù)而無(wú)需計(jì)算。 所述因子可對(duì)應(yīng)于所述熔爐的操作指數(shù)。然后將該因子與參考值比較。該值可以是預(yù)定的(例如根據(jù)操作條件)或者是計(jì)算的(其特別可以是其他氣體環(huán)流管線上的其他相同因子的平均值)。如果所考慮的因子不在預(yù)定的安全范圍內(nèi)(例如如果它低于下限閾值或高于相應(yīng)上限閾值，或者如果它偏離該參考值太多)，那么發(fā)出故障信號(hào)，并且優(yōu)選被設(shè)計(jì)為保護(hù)所述設(shè)備的操作作為對(duì)該信號(hào)的響應(yīng)而啟動(dòng)。本發(fā)明考慮到組合多種因子和相關(guān)參考值以增加所述設(shè)備的安全性的可能性。在該情形下，多種安全方案(測(cè)量、計(jì)算以及與參考值比較)優(yōu)選彼此獨(dú)立。本發(fā)明特別使得可以檢測(cè)間壁管線的清掃問(wèn)題，即進(jìn)入和通過(guò)所述中空間壁的氣體環(huán)流的問(wèn)題。應(yīng)注意，術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”相對(duì)于熱源的方向定義，其也是氣流的移動(dòng)方向。本發(fā)明涉及不包含橫向壁的熔爐，也涉及包含至少一個(gè)橫向壁的熔爐。
有利地，可以測(cè)量至少兩個(gè)參數(shù)，每個(gè)在所述熔爐的不同區(qū)，所述區(qū)選自-被稱為自然預(yù)加熱(PN)區(qū)的區(qū)，位于所述一個(gè)或多個(gè)加熱斜坡的上游；-被稱為加熱區(qū)(HR)的區(qū)，位于所述一個(gè)或多個(gè)加熱斜坡下方；-被稱為吹氣區(qū)(BL)的區(qū)，位于所述一個(gè)或多個(gè)加熱斜坡的下游。這使得可以改善對(duì)故障的檢測(cè)，不管其出現(xiàn)在所述熔爐的哪個(gè)區(qū)。例如，在自然預(yù)加熱區(qū)(PN)或加熱區(qū)(HR)測(cè)量至少一個(gè)參數(shù)，并且在吹氣區(qū)(BL) 測(cè)量至少一個(gè)參數(shù)。根據(jù)一個(gè)特別有利的實(shí)施方案，在所述吹氣區(qū)(BL)測(cè)量的參數(shù)為零點(diǎn)斜坡水平處的壓力，該零點(diǎn)斜坡被布置為大體上將所述吹氣區(qū)(BL)和所述加熱區(qū)(HR)連接處的壓力調(diào)整為大氣壓?？梢砸?guī)定的是，至少一個(gè)評(píng)價(jià)因子直接是所測(cè)量的參數(shù)，它特別使得可以避免任何的計(jì)算。作為變化方案或補(bǔ)充，至少一個(gè)評(píng)價(jià)因子可以是至少兩個(gè)參數(shù)的函數(shù)，例如至少兩個(gè)參數(shù)的積和/或商。至少一個(gè)因子可以選自:T、T/P、P、Q、QxT、QxT/P、H= Q. Cp. (Τ-ΤΟ)、H/P、PO、
和[C0]，其中-T是氣體環(huán)流管線上一點(diǎn)處的溫度；-P是氣體環(huán)流管線上一點(diǎn)處的壓力；-Q是氣體環(huán)流管線上一點(diǎn)處的氣體流速；-Cp是所述氣體的熱容量；-TO是參考溫度；-PO是在零點(diǎn)斜坡水平處測(cè)量的壓力，該零點(diǎn)斜坡被布置為大體上將所述吹氣區(qū) (BL)和所述加熱區(qū)(HR)連接處的壓力調(diào)整為大氣壓；-
是氧濃度；-[CO]是一氧化碳濃度。根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施方案，評(píng)價(jià)了至少兩個(gè)不同的因子，并且將這些因子的每一個(gè)與不同的相應(yīng)參考值相比較。因此在該情形下，對(duì)這些因子的每一個(gè)存在安全標(biāo)準(zhǔn)，得到至少兩個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)，這使得可進(jìn)一步改善故障檢測(cè)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的、特別穩(wěn)健且容易實(shí)施的實(shí)施方案，僅測(cè)量并記錄溫度，有利地在每個(gè)吸出臂中。那么，所評(píng)價(jià)的因子和所述參考值有利地直接是溫度。給定因子的參考值可以是對(duì)所有或部分氣體環(huán)流管線評(píng)價(jià)的因子的平均值(一般是代數(shù)平均值)或中值。為了增加檢測(cè)敏感性，可以規(guī)定的是，為了計(jì)算所述參考值，需排除如下的至少之一所監(jiān)測(cè)的氣體環(huán)流管線；位于斜坡的橫向一端的氣體環(huán)流管線；因子遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離平均值或偏離中值的氣體環(huán)流管線。另外，監(jiān)測(cè)過(guò)程可包括觸發(fā)防護(hù)所述設(shè)備的措施作為發(fā)出故障信號(hào)的響應(yīng)。根據(jù)一個(gè)可能的實(shí)施方案，當(dāng)所考察的氣體環(huán)流管線中的因子按給定方向偏離參考值時(shí)，一般當(dāng)所述因子小于所述參考值時(shí)，防護(hù)措施被觸發(fā)。根據(jù)另一個(gè)可能的實(shí)施方案，當(dāng)所考察的氣體環(huán)流管線中的因子和參考值之間的相對(duì)偏差的絕對(duì)值為如下情形時(shí)，防護(hù)措施被觸發(fā)
-大于預(yù)定的固定閾值；-或者大于其他氣體環(huán)流管線的因子相對(duì)于平均值的偏差平均值(一般是代數(shù)平均值)的N倍(其中N是2-3的實(shí)數(shù))；-或者大于所述參考值的σ的N’倍(其中σ是標(biāo)準(zhǔn)差，N’一般是2-3的實(shí)數(shù))。有利地，僅當(dāng)所述相對(duì)偏差在給定方向偏離所述參考值時(shí)，一般當(dāng)所述偏差為負(fù)時(shí)(即一般當(dāng)所考察的氣體環(huán)流管線中的因子低于參考值時(shí))，防護(hù)措施被觸發(fā)。根據(jù)又一可能的實(shí)施方案，測(cè)量了位于所述吹氣區(qū)(BL)的零點(diǎn)斜坡水平的壓力， 所述零點(diǎn)斜坡被布置為大體上將所述吹氣區(qū)(BL)和所述加熱區(qū)(HR)連接處的壓力調(diào)整為大氣壓，并且當(dāng)所述測(cè)量的壓力和參考值(一般為固定值)之間的偏差的時(shí)間平均值的絕對(duì)值大于預(yù)定的固定閾值時(shí)，防護(hù)措施被觸發(fā)。有利地，僅當(dāng)所述時(shí)間平均值在給定方向偏離所述參考值時(shí)，一般當(dāng)其為負(fù)時(shí)(即一般當(dāng)所測(cè)量的壓力平均低于所述參考值時(shí))，防護(hù)措施被觸發(fā)?？梢匀芜x地將對(duì)于每個(gè)氣體環(huán)流管線觀測(cè)的所述時(shí)間平均值與其他氣體環(huán)流管線的一些或全部的觀測(cè)值比較，以根據(jù)需要觸發(fā)防護(hù)措施。可以有利地規(guī)定的是，所述時(shí)間平均值是m次之前的測(cè)量值的變化平均值 (moyenne mobile),其中 m 位于 3 禾口 10 之間。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測(cè)炭質(zhì)塊體焙燒設(shè)備的工作的系統(tǒng)，所述設(shè)備包括-一個(gè)包含中空縱向間壁的熔爐，熱焙燒氣體可在所述中空縱向間壁中環(huán)流，并在所述中空縱向間壁之間圍成單元格以接收待焙燒的炭質(zhì)塊體，-和一個(gè)相對(duì)所述熔爐旋轉(zhuǎn)的加熱系統(tǒng)，其包含一個(gè)將空氣吹入所述各個(gè)間壁的多個(gè)臂的上游斜坡、一個(gè)將氣體從所述各個(gè)間壁吸出的多個(gè)臂的下游斜坡以及在所述吹入和吸出斜坡之間的具有每間壁至少一個(gè)噴嘴或至少一個(gè)燃料注入器的至少一個(gè)加熱斜坡；總體縱向的氣體環(huán)流管線，在吹入臂和相應(yīng)吸出臂之間沿所述間壁被圍成。為了檢測(cè)與燃燒問(wèn)題有關(guān)的故障并且特別是檢測(cè)甚至部分的間壁阻塞，所述系統(tǒng)包括-在每條氣體環(huán)流管線的至少一個(gè)給定點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量并記錄至少一個(gè)參數(shù)的裝置， 所述參數(shù)選自溫度、壓力、流量、氧濃度和一氧化碳濃度；-用于連續(xù)評(píng)價(jià)從一個(gè)或多個(gè)測(cè)量的參數(shù)獲得的至少一個(gè)因子并且將該因子與相應(yīng)參考值連續(xù)比較的分析裝置；-當(dāng)所述分析裝置進(jìn)行的比較不滿足預(yù)定安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)用于發(fā)出故障信號(hào)的報(bào)警裝置。所述故障信號(hào)一般是電信號(hào)或光電信號(hào)，它們可以任選地觸發(fā)自動(dòng)動(dòng)作以及/或者生成聽(tīng)得見(jiàn)的或看得見(jiàn)的報(bào)警信號(hào)以觸發(fā)手動(dòng)或半自動(dòng)動(dòng)作。


以下作為非限制性實(shí)例描述了本發(fā)明的多個(gè)可能的實(shí)施方案，參考了以下附圖圖1是典型陽(yáng)極焙燒設(shè)備并且更具體是該設(shè)備熔爐的部分透視圖；圖2是所述熔爐的俯視圖，還顯示了典型的加熱系統(tǒng)；
圖3是顯示位于圖2中加熱系統(tǒng)水平的間壁的側(cè)視圖；圖4、5、6、8和10顯示了在試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量的溫度值。更具體而言，這些圖的曲線圖顯示了當(dāng)同一氣體環(huán)流管線的各個(gè)間壁被阻塞時(shí)，在自然預(yù)加熱區(qū)(PN)中測(cè)量的溫度和壓力斜坡(TPR)水平的氣體溫度隨時(shí)間的變化(圖的順序?qū)?yīng)于阻塞間壁與吸出斜坡的距離)；圖7、9和11的曲線圖顯示了在IPR水平的溫度/壓力的商隨時(shí)間的變化，分別對(duì)應(yīng)于圖6、8和10中的情形；圖12和14的曲線圖顯示了當(dāng)同一氣體環(huán)流管線的各個(gè)間壁被阻塞時(shí)，在零點(diǎn)斜坡水平測(cè)量的壓力隨時(shí)間的變化；圖13和15的曲線圖顯示了在所述零點(diǎn)斜坡水平測(cè)量的壓力與設(shè)定點(diǎn)的偏差的累積時(shí)間平均值隨時(shí)間的變化，分別對(duì)應(yīng)于顯示于圖12和14中的情形。
具體實(shí)施例方式陽(yáng)極焙燒設(shè)備包含旋轉(zhuǎn)熱源式熔爐1。以下的詳細(xì)描述涉及本發(fā)明在包含腔式熔爐的設(shè)備上的實(shí)施，例如圖1-3中顯示的設(shè)備。然而，本發(fā)明不限于該類型的熔爐。具體而言，本發(fā)明還適用于包含在端壁之間無(wú)中間橫向壁的熔爐的設(shè)備。熔爐1包含基本平行六面體形式的絕熱罩2，相對(duì)其定義縱向X和橫向Y。在罩2 中，放置橫向壁3圍成沿X方向連續(xù)的腔C。在每個(gè)腔C中，將中空間壁4以縱向放置，相互之間形成長(zhǎng)單元格5。因此，每個(gè)腔C包含多個(gè)間壁如至4i，如圖2中所顯示。間壁4包括薄側(cè)壁6，通常由間隔物7和擋板8分隔。所述中空間壁的末端包含開(kāi)口 10并且嵌入橫向壁3的凹口 9中。這些凹口 9本身有相對(duì)于間壁4中的開(kāi)口 10的位置設(shè)置的開(kāi)口 10’，目的是使間壁4中的環(huán)流氣體從一個(gè)腔C進(jìn)入另一個(gè)。間壁4還包括開(kāi)口 11，它用于特別是導(dǎo)入加熱裝置(例如注入器或燃料噴嘴)、或與沿熔爐1布置的主導(dǎo)管14 連接的吸出斜坡13的吸出臂12、或空氣吹入臂等。如在圖2中具體看到的，腔C在縱向形成長(zhǎng)隔間(traWe) 15，熔爐1 一般包括兩個(gè)平行隔間，每個(gè)長(zhǎng)約百米，以中間壁16為界。在每個(gè)隔間15中，因此有間壁4的縱向管線。在單元格5中堆積原料炭質(zhì)塊體17，即待焙燒的陽(yáng)極，并且單元格5充滿顆粒狀或粉末狀材料(一般是基于焦炭的材料)，稱為“填料焦炭” 18，其包圍這些塊體17并在焙燒過(guò)程中保護(hù)它們。所述陽(yáng)極焙燒設(shè)備還包括一個(gè)加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般包含在腔C的各個(gè)間壁4中的具有多個(gè)空氣吹入臂20的上游吹入斜坡19 (經(jīng)開(kāi)口 11)；兩個(gè)或三個(gè)加熱斜坡21、22、 23，每個(gè)由每間壁一個(gè)或兩個(gè)燃料噴嘴或注入器構(gòu)成；以及具有多個(gè)吸出臂12的下游吸出斜坡13，用于吸出來(lái)自腔C的不同間壁4的氣體(從開(kāi)口 11)。如在圖3中可以看出的，所述加熱系統(tǒng)的各個(gè)組件按照以下典型固定構(gòu)型彼此隔開(kāi)一段距離放置空氣吹入斜坡19位于一個(gè)給定腔Cl的入口處；第一噴嘴/注入器斜坡 21被置于空氣吹入斜坡19下游第五腔C5之上，第二噴嘴/注入器斜坡22被置于緊鄰所述第一斜坡21下游的腔C6之上；第三噴嘴/注入器斜坡23被置于緊鄰所述第二斜坡22下游的腔C7之上；吸出斜坡13位于第三斜坡23下游的第三腔ClO的出口處。更一般而言，所述各個(gè)元件的相對(duì)位置總是相同(即在熱源的方向上，吹入斜坡
919、噴嘴/注入器斜坡21、22、23以及吸出斜坡13)。然而，元件之間的間距(以腔的數(shù)目計(jì))可以隨熔爐不同而不同。因此，第一噴嘴/注入器斜坡21可以被置于腔C4或C3之上。 另外，吸出斜坡13可以位于所述第三斜坡23下游的第二腔的出口處。在焙燒操作中，通過(guò)吹入臂20吹入空氣。這些空氣與經(jīng)噴嘴/注入器斜坡21、22、 23注入的一級(jí)燃料混合并且與焙燒所述陽(yáng)極產(chǎn)生的二級(jí)燃料混合，在所述間壁4的縱向管線中環(huán)流，從一個(gè)腔至另一個(gè)腔，依照擋板8形成的路徑通過(guò)開(kāi)口 10從一個(gè)間壁進(jìn)入另一個(gè)間壁，直至被吸出臂12吸出。在吹入臂20和相應(yīng)吸出臂12之間，因此有沿連續(xù)間壁4的氣體環(huán)流的總體縱向管線M?！翱傮w縱向”被用于指氣體從吹入臂向相應(yīng)吸出臂的環(huán)流總體沿X方向，而局部進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)，一般為起伏狀，如圖3中所顯示。如上文所述，所述氣流由空氣、注入的液體或氣體燃料燃燒形成的氣體以及炭質(zhì)塊體17釋放的揮發(fā)性物質(zhì)組成。由(一級(jí))加熱燃料和所述炭質(zhì)塊體釋放的揮發(fā)性物質(zhì)(二級(jí)燃料)燃燒產(chǎn)生的熱被傳遞至包含在單元格5中的炭質(zhì)塊體17，這導(dǎo)致所述炭質(zhì)塊體被焙燒。對(duì)于給定腔C，炭質(zhì)塊體焙燒循環(huán)一般包括向該腔C的單元格5裝載原料炭質(zhì)塊體 17，加熱該腔C至所述炭質(zhì)塊體17的焙燒溫度(一般1100至1200°C )，將腔C冷卻至經(jīng)焙燒的炭質(zhì)塊體可以取出的溫度，并且將腔C冷卻至室溫。所述“旋轉(zhuǎn)熱源”原理在于通過(guò)移動(dòng)所述加熱系統(tǒng)在所述熔爐的腔上進(jìn)行加熱循環(huán)。因此，給定腔連續(xù)經(jīng)過(guò)如下階段自然預(yù)加熱(通過(guò)在所述間壁中環(huán)流的熱氣體)、強(qiáng)制加熱(包括強(qiáng)制預(yù)加熱)和冷卻。由位于所述吹入斜坡和所述吸出斜坡之間的所有腔形成所述焙燒區(qū)。在圖2和3中，顯示了熱源F的方向。接下來(lái)，參考圖2和3描述在熔爐1的各個(gè)腔C (在給定時(shí)刻所述加熱系統(tǒng)位于此處)中占優(yōu)勢(shì)的狀態(tài)。沿所述吹入斜坡19的前4個(gè)腔C1-C4為被稱為BL吹氣區(qū)的區(qū)，分別是BL4、BL3、 BL2和BL1。在它們中存在過(guò)度壓力。放置在此處的陽(yáng)極已被焙燒并被冷卻，這使得吹入空氣的溫度升高，所述吹入空氣將被用于燃燒。接下來(lái)的6個(gè)腔C5-C10直至吸出斜坡13為低壓區(qū)。大體在兩個(gè)腔之間的連接處存在“零點(diǎn)"P0，即熔爐1中壓力基本等于大氣壓的點(diǎn)。 零點(diǎn)位于所述第一加熱斜坡的上游，目的是避免燃燒產(chǎn)物釋放至周圍環(huán)境中。提供了壓力測(cè)量斜坡——被命名為零點(diǎn)斜坡25 (PZR)——以設(shè)置所述零點(diǎn)的壓力。該斜坡25相對(duì)于所述加熱系統(tǒng)被固定定位，位于所述第一加熱斜坡21上游，在所述吹氣區(qū)BL中。在所示的實(shí)施方案中，所述零點(diǎn)斜坡25位于所述吹氣區(qū)中所述最后一個(gè)腔 C4——BLl的最下游處的間壁4的開(kāi)口 11的水平。然而，該零點(diǎn)斜坡25可以被置于所述吹氣區(qū)的別處。在所述低壓區(qū)中，以下是連續(xù)的，自上游至下游-位于所述三個(gè)加熱斜坡21、22、23下方的腔C5、C6和C7的水平的加熱區(qū)HR，包括前兩個(gè)腔C5和C6，為強(qiáng)制加熱區(qū)，分別為HR3和HR2，接下來(lái)是腔C7，為強(qiáng)制預(yù)加熱區(qū)HRl。 所述吹氣區(qū)BL中的經(jīng)預(yù)加熱的空氣的溫度足夠引起所述燃料的點(diǎn)燃和燃燒；-在腔C8、C9和ClO水平的自然預(yù)加熱區(qū)PN;分為PN3、PN2和PN1。來(lái)自所述加熱區(qū)的熱氣體使所述預(yù)加熱區(qū)中的炭質(zhì)塊體在預(yù)加熱時(shí)釋放的可燃性揮發(fā)物質(zhì)被點(diǎn)燃。被稱為死腔的緊隨吸出斜坡13后的腔C(圖3中的最右邊)是準(zhǔn)備接受原料炭質(zhì)塊體17的腔，該腔在所述加熱系統(tǒng)以方向F移動(dòng)時(shí)將連續(xù)經(jīng)歷自然預(yù)加熱(PN1、PN2和 PN3)、強(qiáng)制預(yù)加熱(HRl)、強(qiáng)制加熱(HR2和HR3)以及冷卻(BL1、BL2、BL3和BL4)，然后卸載經(jīng)焙燒和冷卻的陽(yáng)極。所述加熱系統(tǒng)還包括溫度測(cè)量裝置，所述溫度測(cè)量裝置一般每個(gè)加熱斜坡和間壁包括至少一個(gè)高溫計(jì)或熱電偶沈，每個(gè)均于下游緊鄰每個(gè)加熱斜坡21、22和23。另外，提供至少一個(gè)溫度和/或壓力測(cè)量斜坡(TPR) 27，置于最后的加熱斜坡23和所述吸出斜坡13之間，即在所述PN區(qū)中。在圖2和3中顯示的實(shí)施方案中，具有用于同時(shí)測(cè)量溫度和壓力的單個(gè)TPR。該斜坡位于與吸出斜坡13相同的腔ClO水平，即在所述第一自然預(yù)加熱腔Pm中，例如在該腔的最上游的開(kāi)口 11中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可能的變體，可以在所述自然預(yù)加熱區(qū)中的不同位置測(cè)量壓力和溫度。則具有分別的溫度測(cè)量斜坡和壓力測(cè)量斜坡。優(yōu)選地，在Pm中測(cè)量溫度，而可以在所述PN區(qū)中的任意點(diǎn)測(cè)量壓力。在說(shuō)明書(shū)全文中，表述“測(cè)量斜坡27”或“TPR”用于指在所述PN區(qū)中的壓力和溫度測(cè)量，任選地在不同的位置。用于該設(shè)備的故障檢測(cè)方法的主要目標(biāo)是快速檢測(cè)間壁的任何阻塞(甚至是部分阻塞)，所述阻塞導(dǎo)致該間壁的清掃問(wèn)題，即降低或不存在氣流環(huán)流。一旦已經(jīng)檢測(cè)到這類問(wèn)題，應(yīng)啟動(dòng)防護(hù)所述設(shè)備的合適動(dòng)作并在合適的安全條件下盡可能快地再啟動(dòng)該設(shè)備。為此，所述方法包括-連續(xù)記錄與所述熔爐和每條間壁管線的氣體環(huán)流相關(guān)的一個(gè)，或者有利地至少兩個(gè)，物理參數(shù)(壓力、溫度、流量、氧濃度和一氧化碳濃度)；-在所述記錄過(guò)程中連續(xù)評(píng)價(jià)(任選通過(guò)計(jì)算)從所測(cè)量的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)獲得的一個(gè)或多個(gè)因子；-將該或這些因子的值與參考值連續(xù)比較；-如果所述因子和所述相應(yīng)參考值之間的比較不滿足安全標(biāo)準(zhǔn)(偏差，大于或小于閾值的值)那么發(fā)出阻斷故障信號(hào)。所述方法另外優(yōu)選包括在發(fā)出故障信號(hào)后觸發(fā)防護(hù)操作。所述防護(hù)操作可以包括至少一項(xiàng)如下操作-觸發(fā)——由發(fā)出故障信號(hào)發(fā)令——報(bào)警和/或在有問(wèn)題間壁管線中立即關(guān)閉一級(jí)燃料注入；-將所考察的間壁管線的吸出閘門(mén)(volet)逐步開(kāi)啟至最大，只要對(duì)未檢測(cè)的其他間壁管線沒(méi)有影響(該影響是對(duì)由于其他間壁管線流量減少而導(dǎo)致其他間壁管線吸出閘門(mén)開(kāi)啟的響應(yīng))。如果所述至少一個(gè)其他間壁管線的吸出閘門(mén)已完全開(kāi)啟，則被阻塞的間壁管線的吸出閘門(mén)的開(kāi)啟情況優(yōu)選不改變，以避免閘門(mén)完全開(kāi)啟的間壁管線清掃減少的風(fēng)險(xiǎn)。所述吸出閘門(mén)是每個(gè)吸出臂中的部件，像閥一樣起作用，用于調(diào)節(jié)這些臂中的流量(或壓力)。優(yōu)選在所述問(wèn)題解決(在所述有問(wèn)題間壁已去阻塞后)且所述設(shè)備安全之后，再次開(kāi)始所關(guān)注間壁管線中的一級(jí)燃料的注入。本發(fā)明的一些實(shí)施方案描述如下。根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案，所述安全標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)在自然預(yù)加熱區(qū)PN中例如在吸出臂12中或在測(cè)量斜坡27 (TPR)水平測(cè)量的氣體溫度。從實(shí)踐方面來(lái)看，并且根據(jù)一個(gè)實(shí)例，在每個(gè)吸出臂12中測(cè)量并記錄溫度T，即對(duì)于每條間壁的縱向管線獨(dú)立進(jìn)行。將給定吸出臂12(例如對(duì)于間壁如)中的溫度與其他間壁(包括或不包括外部間壁^、4i)溫度的平均值(一般是代數(shù)平均值)或中值或者離該平均值或中值最遠(yuǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)比較。如果所考察的吸出臂12的溫度過(guò)低，那么發(fā)出故障信號(hào)。從實(shí)踐方面來(lái)看，根據(jù)不同的實(shí)施方案變體，這在這樣的情形下出現(xiàn)，即所考察的吸出臂12的溫度和其他吸出臂中溫度的計(jì)算平均值(或中值)之間的相對(duì)偏差的絕對(duì)值為-大于固定閾值(例如50°C)；-或者大于其他臂溫度與平均值的偏差的平均值的N倍(其中N通常是2-3的實(shí)數(shù))；-或者大于所計(jì)算平均值(或中值)的σ的N’倍(其中ο是標(biāo)準(zhǔn)差，N’一般是 2-3的實(shí)數(shù))。所述相對(duì)偏差在間壁管線中燃燒故障的情形下一般為負(fù)。獨(dú)立對(duì)每個(gè)間壁管線進(jìn)行該溫度測(cè)量，使得可以快速地檢測(cè)到任何間壁的阻塞。 有利地，可以將外部間壁^、4i進(jìn)行不同的處理。該實(shí)施方案是穩(wěn)健的、非常靈敏的和非常簡(jiǎn)單的。它使得可高度敏感地檢測(cè)所述自然預(yù)加熱區(qū)(PN)中的阻塞間壁，所述檢測(cè)沒(méi)有困難，并且如果不想計(jì)算則任選地?zé)o需計(jì)算，甚至在調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)。通過(guò)該實(shí)施方案，根據(jù)阻塞的嚴(yán)重程度和所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)怎樣響應(yīng)，還可以檢測(cè)所述加熱斜坡區(qū)(HR)中的阻塞間壁。圖4、5、6、8和10中顯示了在熔爐(在該實(shí)例中包含8個(gè)間壁4)的各個(gè)間壁管線 4a至4h中，氣體溫度T隨時(shí)間t的變化。對(duì)于這些實(shí)例，在測(cè)量斜坡27的水平，并且不直接地通過(guò)將熱電偶置于吸出臂12中，測(cè)定所述溫度。以這兩種測(cè)量方法觀察到的結(jié)果是相當(dāng)?shù)模谒鑫霰壑兄苯訙y(cè)量對(duì)清掃問(wèn)題敏感得多(阻塞一般導(dǎo)致吸出增加，并從而產(chǎn)生負(fù)壓，負(fù)壓的結(jié)果是由所述吸出臂直接吸入的來(lái)自死腔的冷空氣的滲入增加。因此，在所述臂中測(cè)量的溫度與在僅十分輕微受負(fù)壓增加影響的IPR處測(cè)量的溫度相比降低得更甚)。另外，在所述吸出臂中直接進(jìn)行的測(cè)量使得可以檢測(cè)區(qū)Pm的阻塞，而在所述IPR進(jìn)行測(cè)量時(shí)未必如此。在圖4中(在PN2中的間壁如被阻塞)，可以十分清楚地看出，對(duì)應(yīng)于該間壁管線的溫度曲線遠(yuǎn)低于其他溫度曲線。雖然在14小時(shí)循環(huán)后操作者開(kāi)啟所述閘門(mén)以產(chǎn)生最大吸出，間壁如的溫度與所述其他間壁的溫度相比仍保持相當(dāng)?shù)汀Ｈ绻霾僮髡呶唇槿耄?那么溫度偏差將會(huì)更大。在圖5中(在PN3中的間壁如被阻塞)，雖然在整個(gè)所述循環(huán)中所述閘門(mén)被手工開(kāi)啟至它們最大程度，被阻塞間壁的溫度依然顯著低于其他間壁的溫度。這同樣適用于圖6的情形中(在HRl中的間壁如被阻塞)。圖8和10各自顯示了在HR2中的間壁如被阻塞和在HR3中的間壁如被阻塞的情形。還可以看出，所關(guān)注間壁的溫度比其他的低，與前述情形相比偏差較小。根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方案，所述安全標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)T/P的商，其中T是在區(qū)PN中例如在吸出臂12中測(cè)量的氣體溫度，P也是在區(qū)PN例如在斜坡27水平測(cè)量的壓力。這與所述第一實(shí)施方案是大體相同的，不同之處在于將所述溫度除以斜坡27水平的壓力。該實(shí)施方案具有與所述第一實(shí)施方案相同的優(yōu)點(diǎn)。另外，如可以從圖7、9和11 可以看到的，當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)動(dòng)作以增加所考察的管線的吸出時(shí)，改善了對(duì)加熱斜坡21、 22,23 (HRU HR2、HR3)區(qū)域中阻塞間壁的檢測(cè)。在分別與圖6、8和10相同的條件下，對(duì)于間壁的每個(gè)管線，這些圖顯示了 T/P比隨時(shí)間t的變化。這些圖的比較表明，當(dāng)在區(qū)HR1、 HR2、HR3之一存在阻塞時(shí)所述第二實(shí)施方案有更大敏感性。由此，所述設(shè)備的安全性可進(jìn)一步提尚。根據(jù)第三個(gè)實(shí)施方案，所述安全標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)區(qū)PN中的壓力，并且更具體針對(duì)吸出臂 12中的微文丘里管(micro-venturis)水平的壓力或壓力梯度。對(duì)于每個(gè)吸出臂12，即對(duì)于間壁的每個(gè)管線，并且獨(dú)立地，在所述文丘里管入口處進(jìn)行壓力測(cè)量，并且在所述文丘里管的頸部進(jìn)行壓力測(cè)量。如果在所述文丘里管入口的負(fù)壓過(guò)低(這是通風(fēng)問(wèn)題的跡象)，那么啟動(dòng)第一壓力開(kāi)關(guān)。另外，如果在所述文丘里管入口和頸之間的壓力差過(guò)低(這是低流速的跡象)，那么啟動(dòng)第二獨(dú)立壓力開(kāi)關(guān)。因此，這得到低壓力閾值和低壓力梯度閾值。它們?cè)谒霰簾h(huán)中可以是固定的或變化的。該實(shí)施方案的主要優(yōu)點(diǎn)在于，其調(diào)用機(jī)械啟動(dòng)，并因此不進(jìn)行電氣傳動(dòng)或計(jì)算。根據(jù)第四個(gè)實(shí)施方案，所述安全標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)區(qū)PN中的氣體流量，特別是間壁的每個(gè)管線的吸出臂12，更特別是檢測(cè)低流量閾值。例如，可通過(guò)一方面測(cè)量吸出臂12中文丘里管入口和所述文丘里管頸之間的壓力差ΔΡ，另一方面，在吸出臂12中測(cè)量的氣體溫度T，通過(guò)公式ρ =火計(jì)算流量Q，K 是根據(jù)微文丘里管的尺寸和公式預(yù)先定義的系數(shù)。如果所計(jì)算的流量過(guò)低，那么觸發(fā)所述防護(hù)系統(tǒng)?？梢詫⑺?jì)算的流量標(biāo)準(zhǔn)化。如果所計(jì)算的流量是真實(shí)流量，那么安全性更有效。同樣，當(dāng)?shù)土髁块撝惦S時(shí)間變化時(shí)安全性更有效。事實(shí)上，在正常操作中，所述流量不是恒定的，而是在整個(gè)焙燒循環(huán)期間變化。該實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)在于它是基于流量，所述流量可提供最具代表性的清掃表象 (即所述間壁中的流體環(huán)流)。根據(jù)第五個(gè)實(shí)施方案，所述安全性標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)針對(duì)在區(qū)PN中的、例如在吸出臂12中的流量Q(例如，如上述第四個(gè)實(shí)施方案所述計(jì)算)以及測(cè)量的氣體溫度T。如上文解釋的， 可以具有基于這兩個(gè)參數(shù)(低閾值檢測(cè))的兩個(gè)獨(dú)立安全方案，或者作為變體可以考慮將積QXT作為單個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)所述積QXT低于參考值或者當(dāng)所考察的氣體環(huán)流管線中的所述因子低于偏差的η倍時(shí)(η—般是2-3之間的實(shí)數(shù))，可以將所述防護(hù)措施開(kāi)啟。該偏差可以是例如所述參考值(即其他間壁的平均值)的標(biāo)準(zhǔn)差或者所述其他間壁與平均值的偏差的平均值。該第五個(gè)實(shí)施方案使得能累加分別針對(duì)流量/溫度的兩實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)，并且能限制/補(bǔ)償相應(yīng)的缺點(diǎn)。根據(jù)第六個(gè)實(shí)施方案，所述安全標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)針對(duì)流量Q(例如如上述第四個(gè)實(shí)施方案所述計(jì)算)和商Τ/Ρ，其中T是在區(qū)PN中例如在吸出臂12中測(cè)量的氣體溫度，P也是在區(qū)PN例如在斜坡27水平測(cè)量的壓力(參見(jiàn)所述第二實(shí)施方案)。
如上文解釋的，可以具有基于這兩個(gè)參數(shù)(低閾值檢測(cè))的兩個(gè)獨(dú)立的安全方案， 或者可以考慮將積QXT/P作為單個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)。該第六個(gè)實(shí)施方案使得能累加兩實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)(基于流量/T/P商)，并且能限制/補(bǔ)償相應(yīng)的缺點(diǎn)。根據(jù)第七個(gè)實(shí)施方案，檢測(cè)了低焓閾值H = Q. Cp. (T-TO)。Cp是所述氣體根據(jù)溫度的熱容量。T是在所述區(qū)PN例如在吸出臂12中測(cè)量的氣體溫度，TO是參考溫度。如果所述溫度由于阻塞而降低，那么Cp也降低，這會(huì)使所述焓的減少更顯著。因此得到更大的敏感性。該實(shí)施方案是特別表現(xiàn)好的和穩(wěn)健的?；谒龅谄邆€(gè)實(shí)施方案，第八個(gè)實(shí)施方案通過(guò)考慮在斜坡27的水平測(cè)量的壓力P而使得可以提高測(cè)量敏感性。因此待與參考值比較的因子為H/P，其中H如上述進(jìn)行計(jì)算。該第八個(gè)實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)在于，它使得可以改善對(duì)所述加熱斜坡(區(qū)HR1、HR2、HR3) 下方的阻塞間壁的檢測(cè)。根據(jù)第九個(gè)實(shí)施方案，所述安全標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)在零點(diǎn)斜坡25 (PZR)的水平測(cè)量的壓力，即針對(duì)“零點(diǎn)壓力”P(pán)o。當(dāng)在焙燒循環(huán)過(guò)程中通過(guò)改變由吹入斜坡19吹入的空氣流量而自動(dòng)調(diào)整所述零點(diǎn)的值時(shí)，所考慮的參考值是對(duì)于所考察的管線與壓力設(shè)定點(diǎn)的偏差的時(shí)間平均值。事實(shí)上，在正常的操作中，該平均值在間壁管線之間十分相似；它在焙燒循環(huán)早期達(dá)到接近于 OPa的值，然后在焙燒循環(huán)過(guò)程中變化很小。當(dāng)在所考察的間壁的0點(diǎn)處的壓力P的時(shí)間平均偏差為負(fù)并且低于負(fù)偏差的低閾值(例如-IOPa)時(shí)，觸發(fā)防護(hù)措施。所述時(shí)間平均值可以是從所述循環(huán)開(kāi)始起始的測(cè)量值平均值。優(yōu)選地，所述時(shí)間平均值是基于一定數(shù)目的在先測(cè)量值(一般至少5個(gè)測(cè)量值)的變化的平均值，目的是增加檢測(cè)響應(yīng)度(r6actiVit6)。當(dāng)零點(diǎn)未被控制時(shí)，所述安全標(biāo)準(zhǔn)是零點(diǎn)處的壓力PO的值。通過(guò)定義大約-10 的低閾值，該值使得可以檢測(cè)間壁阻塞問(wèn)題或控制由吹入斜坡19吹入空氣的控制問(wèn)題。該實(shí)施方案是非常簡(jiǎn)單的、穩(wěn)健的和非常靈敏的。它對(duì)于檢測(cè)所述BL吹氣區(qū)水平的阻塞間壁是特別表現(xiàn)好且有效的，原因是它適合于所有系統(tǒng)(零點(diǎn)調(diào)節(jié)或固定吹入)。該實(shí)施方案還使得可以檢測(cè)所述加熱斜坡下方的阻塞間壁。在圖12中，顯示了在各個(gè)間壁管線上零點(diǎn)處測(cè)量的壓力，可以注意到，對(duì)于間壁的阻塞管線(這里腔BLl的間壁如被阻塞)，壓力與所述設(shè)定點(diǎn)的偏差較大。通過(guò)考慮與所述設(shè)定點(diǎn)的偏差的時(shí)間平均值隨時(shí)間的變化(圖13)，仍可以進(jìn)一步改善檢測(cè)，原因是該平均值使得可以去除與所述設(shè)定點(diǎn)的偏差隨時(shí)間的變化，使得正常工作的間壁管線和包括阻塞間壁的間壁管線之間的偏差更為線性且恒定。在圖12和13中，關(guān)于間壁4h的值未出現(xiàn)，這是因?yàn)榕c其他間壁不同，在所述測(cè)試過(guò)程中該間壁4h未被自動(dòng)調(diào)整，并且因此所得到的值不是顯著的。如果所阻塞的間壁是腔BL2中的間壁4a，圖14和15分別等價(jià)于圖12和13。第十個(gè)實(shí)施方案規(guī)定每個(gè)熱源至少一個(gè)02和/或CO分析器，每個(gè)間壁與該分析器相連接。該分析器通常位于區(qū)PN中，位于所述加熱斜坡的下游，一般在腔Pm或PN3水平或者在所述吸出臂中。例如，當(dāng)使用單個(gè)分析器時(shí)，在整個(gè)焙燒循環(huán)中，所述分析器例如連續(xù)掃描每個(gè)間壁10分鐘以取樣氣體并進(jìn)行分析。如果02水平變得太低和/或CO水平太
14高，那么觸發(fā)安全系統(tǒng)。該實(shí)施方案對(duì)于監(jiān)測(cè)由加熱斜坡21、22、23(在HR1、HR2、HR3中) 注入的燃料正確燃燒是有效的。當(dāng)然可以將計(jì)算各個(gè)因子和將這些因子中的每一個(gè)與相應(yīng)參考值比較進(jìn)行組合。 由此，用戶可以受益于每個(gè)實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)，并且可限制/補(bǔ)償這些實(shí)施方案的可能的缺
點(diǎn)ο因此本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施方案在于將針對(duì)零點(diǎn)PO的壓力P的第一安全標(biāo)準(zhǔn)與一個(gè)或多個(gè)其他安全標(biāo)準(zhǔn)組合。這可以是任何上述實(shí)施方案。這使得可以簡(jiǎn)單地檢測(cè)所述吹入斜坡和所述吸出斜坡之間任何位置的阻塞，因?yàn)镻O標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于檢測(cè)所述吹氣區(qū) BL中的阻塞是特別有效的，并且其他一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于檢測(cè)區(qū)HR和PN中的阻塞是特別有效的。例如，所述安全標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)針對(duì)在零點(diǎn)PO下的壓力P和在區(qū)PN中(特別是在所述吸出臂12中)測(cè)量的氣體的溫度T。這是特別簡(jiǎn)單和有效的實(shí)施方案。由于對(duì)溫度T的監(jiān)測(cè)，可以檢測(cè)所述自然預(yù)加熱區(qū)(PN)和所述加熱斜坡區(qū)(HR)中的阻塞間壁；另外由于對(duì)零點(diǎn)PO的壓力P的監(jiān)測(cè)，可以檢測(cè)所述吹氣區(qū)(PN)中的阻塞間壁。由此，使所述整個(gè)熔爐1安全。作為變化方案，可以將零點(diǎn)PO處的壓力P和商T/P這些因子組合(參見(jiàn)所述第二個(gè)實(shí)施方案)。由此，本發(fā)明通過(guò)以下方式對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了顯著改善，即提供一種檢測(cè)陽(yáng)極焙燒設(shè)備故障的方法，所述方法使得可以檢測(cè)所述吹入斜坡和所述吸出斜坡之間任何位置的局部阻塞，即具體間壁中的阻塞。該結(jié)果特別可通過(guò)對(duì)每個(gè)間壁管線連續(xù)測(cè)量并監(jiān)測(cè)局部參數(shù)得到。與測(cè)量全局參數(shù)的系統(tǒng)不同，沒(méi)有會(huì)掩蓋存在的問(wèn)題的補(bǔ)償效應(yīng)。本發(fā)明不局限于上述作為實(shí)例的實(shí)施方案，而相反，涵蓋所述實(shí)施方案的所有變體。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測(cè)炭質(zhì)塊體焙燒設(shè)備的工作的方法，所述設(shè)備包括-一個(gè)包含中空縱向間壁(4)的熔爐(1)，熱焙燒氣體可在所述中空縱向間壁(4)中環(huán)流，并在所述中空縱向間壁⑷之間圍成單元格(5)以接收待焙燒的炭質(zhì)塊體，-和一個(gè)相對(duì)所述熔爐(1)旋轉(zhuǎn)的加熱系統(tǒng)，其包含一個(gè)將空氣吹入各個(gè)所述間壁(4) 的多個(gè)吹入臂00)的上游斜坡(19)、一個(gè)將氣體從各個(gè)所述間壁(4)吸出的多個(gè)吸出臂 (12)的下游斜坡(13)以及在所述吹入(19)和吸出(12)斜坡之間的具有每間壁至少一個(gè)噴嘴或至少一個(gè)燃料注入器的至少一個(gè)加熱斜坡01、22、23)；總體縱向的氣體環(huán)流管線(M)，在吹入臂00)和相應(yīng)吸出臂(12)之間沿所述間壁 ⑷被圍成，其特征在于，為了檢測(cè)間壁阻塞——甚至是部分的間壁阻塞——，所述方法包括a)對(duì)于每條氣體環(huán)流管線，在所述氣體環(huán)流管線的至少一個(gè)給定點(diǎn)，連續(xù)記錄至少一個(gè)選自以下的測(cè)量參數(shù)溫度、壓力、流量、氧濃度和一氧化碳濃度；b)連續(xù)評(píng)價(jià)從所述一個(gè)或多個(gè)測(cè)量參數(shù)獲得的至少一個(gè)因子；c)將該因子與相應(yīng)參考值連續(xù)比較；并且d)當(dāng)所述因子和所述相應(yīng)參考值之間的比較不滿足預(yù)定安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)發(fā)出故障信號(hào)。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于測(cè)量至少兩個(gè)參數(shù)，每個(gè)在所述熔爐(1)的不同區(qū)測(cè)量，所述區(qū)選自-被稱為自然預(yù)加熱(PN)區(qū)的區(qū)，位于所述一個(gè)或多個(gè)加熱斜坡01、22、2；3)的上游； -被稱為加熱區(qū)(HR)的區(qū)，位于所述一個(gè)或多個(gè)加熱斜坡01、22、2；3)下方； -被稱為吹氣區(qū)(BL)的區(qū)，位于所述一個(gè)或多個(gè)加熱斜坡01、22、23)的下游。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于至少一個(gè)參數(shù)在自然預(yù)加熱區(qū)(PN)或加熱區(qū) (HR)測(cè)量，并且至少一個(gè)參數(shù)在吹氣區(qū)(BL)測(cè)量。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于在所述吹氣區(qū)(BL)測(cè)量的參數(shù)為在零點(diǎn)斜坡(25) 水平的壓力，該零點(diǎn)斜坡被布置為大體上將所述吹氣區(qū)(BL)和所述加熱區(qū)(HR)連接處的壓力調(diào)整為大氣壓。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其特征在于所評(píng)價(jià)的至少一個(gè)因子直接是所測(cè)量的參數(shù)。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其特征在于所評(píng)價(jià)的至少一個(gè)因子是至少兩個(gè)參數(shù)的函數(shù)，例如至少兩個(gè)參數(shù)的積和/或商。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其特征在于至少一個(gè)因子選自T、T/P、P、Q、QxT、QxT/ P、H = Q. Cp. (T-TO)、Η/Ρ、ΡΟ、
和[CO]，其中-T是氣體環(huán)流管線上一點(diǎn)處的溫度； -P是氣體環(huán)流管線上一點(diǎn)處的壓力； -Q是氣體環(huán)流管線上一點(diǎn)處的氣體流量； -Cp是所述氣體的熱容量； -TO是參考溫度；-PO是在零點(diǎn)斜坡0 水平測(cè)量的壓力，該零點(diǎn)斜坡被布置為大體上將所述吹氣區(qū) (BL)和所述加熱區(qū)(HR)連接處的壓力調(diào)整為大氣壓； -
是氧濃度；"[CO]是一氧化碳濃度。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的方法，其特征在于評(píng)價(jià)至少兩個(gè)不同因子，并且將這些因子的每一個(gè)與不同的相應(yīng)參考值相比較。
9.權(quán)利要求1的方法，其中至少一個(gè)所測(cè)量的參數(shù)是溫度。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述溫度在所述吸出臂中測(cè)量。
11.權(quán)利要求9和10任一項(xiàng)的方法，其中所評(píng)價(jià)的至少一個(gè)因子直接是所述溫度。
12.權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的方法，其特征在于給定因子的所述參考值是對(duì)所述氣體環(huán)流管線全部或一部分評(píng)價(jià)的因子的平均值或中值。
13.權(quán)利要求12的方法，其特征在于為了計(jì)算所述參考值，排除至少如下內(nèi)容之一所監(jiān)測(cè)的氣體環(huán)流管線；位于斜坡的橫向一端的氣體環(huán)流管線；所述因子最遠(yuǎn)偏離平均值或最遠(yuǎn)偏離中值的氣體環(huán)流管線。
14.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其特征在于它另外包括觸發(fā)防護(hù)所述設(shè)備的措施，作為對(duì)發(fā)出故障信號(hào)的響應(yīng)。
15.權(quán)利要求14的方法，其特征在于當(dāng)所考察的氣體環(huán)流管線中的所述因子和所述參考值之間的相對(duì)偏差的絕對(duì)值為如下情形時(shí)，防護(hù)措施被觸發(fā)-大于預(yù)定的固定閾值；-或者大于其他氣體環(huán)流管線的因子與平均值的偏差的平均值的N倍(其中N是2-3 的實(shí)數(shù))；-或者大于所述參考值的ο的N’倍(其中σ是標(biāo)準(zhǔn)差，N’是一般為2-3的實(shí)數(shù))。
16.權(quán)利要求14和15任一項(xiàng)的方法，特征在于當(dāng)所考察的氣體環(huán)流管線中的所述因子按給定方向偏離參考值時(shí)，防護(hù)措施被觸發(fā)。
17.權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)的方法，其特征在于測(cè)量位于所述吹氣區(qū)(BL)的零點(diǎn)斜坡 (25)水平的壓力，所述零點(diǎn)斜坡被布置為大體上將所述吹氣區(qū)(BL)和所述加熱區(qū)(HR)連接處的壓力調(diào)整為大氣壓，并且當(dāng)所述測(cè)量的壓力和參考值之間的偏差的時(shí)間平均值的絕對(duì)值大于預(yù)定的固定閾值時(shí)，防護(hù)措施被觸發(fā)。
18.權(quán)利要求17的方法，其特征在于所述時(shí)間平均值是m個(gè)在先測(cè)量值的變化平均值， 其中m位于3和10之間。
19.權(quán)利要求17和18任一項(xiàng)的方法，其特征在于當(dāng)所述時(shí)間平均值以給定方向偏離所述參考值時(shí)，防護(hù)措施被觸發(fā)。
20.一種用于監(jiān)測(cè)炭質(zhì)塊體焙燒設(shè)備的工作的系統(tǒng)，所述設(shè)備包括-一個(gè)包含中空縱向間壁(4)的熔爐(1)，熱焙燒氣體可在所述中空縱向間壁(4)中環(huán)流，并在所述中空縱向間壁⑷之間圍成單元格(5)以接收待焙燒的炭質(zhì)塊體，-和一個(gè)相對(duì)所述熔爐(1)旋轉(zhuǎn)的加熱系統(tǒng)，其包含一個(gè)將空氣吹入各個(gè)所述間壁(4) 的多個(gè)吹入臂00)的上游斜坡(19)、將氣體從各個(gè)所述間壁(4)吸出的多個(gè)吸出臂的下游斜坡(12)以及在所述吹入(19)和吸出(12)斜坡之間的具有每個(gè)間壁至少一個(gè)噴嘴或至少一個(gè)燃料注入器的至少一個(gè)加熱斜坡01、22、23)；總體縱向的氣體環(huán)流管線(M)，在吹入臂(19)和相應(yīng)吸出臂00)之間沿所述間壁 ⑷被圍成，其特征在于，為了檢測(cè)間壁阻塞——甚至是部分的間壁阻塞——，所述系統(tǒng)包括-在每條氣體環(huán)流管線的至少一個(gè)給定點(diǎn)，連續(xù)測(cè)量并記錄至少一個(gè)參數(shù)的裝置，所述參數(shù)選自溫度、壓力、流量、氧濃度和一氧化碳濃度；-用于連續(xù)評(píng)價(jià)從所述一個(gè)或多個(gè)所測(cè)量的參數(shù)獲得的至少一個(gè)因子并且將該因子與相應(yīng)參考值連續(xù)比較的分析裝置；-當(dāng)所述分析裝置進(jìn)行的比較不滿足預(yù)定安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)用于發(fā)出故障信號(hào)的報(bào)警裝置。
全文摘要
熔爐設(shè)備包括，炭質(zhì)塊體焙燒熱氣體在其中環(huán)流的間壁，以及具有噴嘴或燃料注入器的相對(duì)所述熔爐旋轉(zhuǎn)的加熱斜坡(21、22、23)。氣體環(huán)流管線(24)在空氣吹入臂(20)和相應(yīng)氣體吸出臂(12)之間沿所述間壁圍成。為了檢測(cè)甚至部分的間壁阻塞，所述方法包括，連續(xù)地a)對(duì)于每條氣體環(huán)流管線，記錄至少一個(gè)如下測(cè)量參數(shù)溫度、壓力、流量、氧濃度和一氧化碳濃度；b)評(píng)價(jià)從所述測(cè)量參數(shù)獲得的至少一個(gè)因子；c)將該因子與相應(yīng)參考值比較；并且d)當(dāng)所述因子和所述相應(yīng)參考值之間的比較不滿足預(yù)定安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)發(fā)出故障信號(hào)。
文檔編號(hào)F27D21/04GK102265108SQ200980152676
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者F·奧多紐, J-P·克羅伊文, M·根德雷, Y·埃爾高里 申請(qǐng)人:力拓艾爾坎國(guó)際有限公司