本发明涉及一种抗扰动方法，具体涉及一种全烧高炉煤气锅炉过热器抗扰动方法，属于高温高压全烧高设备炉技术领域。
背景技术：
锅炉是一种生产蒸汽的换热设备，锅炉过热器的工作任务是把锅炉所产生的饱和蒸汽过热到一定温度；同时在锅炉允许的负荷波动范围内以及工况变化(高低负荷变化、燃料一定范围变化、空气量一定范围变化等)时保持过热器蒸汽温度正常，温度波动范围保持在一般规定范围[+5__-10]℃。锅炉超温超压超过许用要求会引起锅炉爆管，从安全使用角度，防止过热器受热面的超温超压问题是非常重要的、也是电力系统技术监督重点内容。
随着冶金行业节能降耗的不断的深入，高炉煤气的放散率不断降低，接近0.15％,煤气锅炉便成为煤气压力调节的最大用户，煤气系统的负荷变化会集中反应到锅炉的负荷变化，锅炉设计是稳态的平衡，当突然发生燃料的波动锅炉系统出现不平衡，特别是汽温汽压，反应到设备上便是过热器温度、压力和负荷的变化。在锅炉过热器上设计减温水就是为了调节温度变化、温度高了减温，保证锅炉过热器的运行安全。高温高压锅炉一般设置一、二级减温器，每级两只减温点、以对称两侧布置，见图1，也由此，减温器布置将过热器划分为：低温、屏式、高温低温段、高温高温段过热器等。在实际的使用中，发现减温水水量的设计大小与过热器各组件抗燃料负荷扰动的关系不大，于是进行了多台全烧高炉煤气锅炉的试验，从锅炉设计和中外专利、维普期刊查新结果，在针对全烧高炉煤气锅炉过热器汽温调节，主要的改进途径，辐射过热器与对流过热器的配合及减少受热面等、采用减温水调节，但是如何平衡好过热器辐射受热面和对流受热面的吸热量，从实际使用的锅炉上可以认为设计改造厂家认识不一，设计标准中过热器布置位置与受热面吸热量没有量化推荐数据，特别是减温水量一般认为5％-10％设计量比较合理，而实际上全烧高炉煤气锅炉减温水用量远远大于设计量(如果依据设计量存在减温能力不足的情况)，为了改善全烧高炉煤气锅炉运行操作，方便过热器设计、改造中检查和校核，收集研究试验已运行的多台建设和改造的高温 高压全烧高炉煤气锅炉资料。因此，迫切的需要一种方法来解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种全烧高炉煤气锅炉过热器抗扰动方法，该技术方案具体有过热器各受热面的布置、减温水的使用量、燃料变化量以及锅炉高低负荷的适应性等，从而方便过热器设计、改造中检查和校核，改善全烧高炉煤气锅炉运行操作。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，全烧高炉煤气锅炉过热器抗扰动方法，其特征在于，所述方法如下：
1)按照常规高温高压锅炉设计布置过热器；
2)按照常规热力计算和壁温校核方法设计布置屏过、高过低温段和高温段、低过的受热面积和吸热量；
3)以热力计算中过热器各部件工质吸热量，以每标立燃料吸收热量的大卡数作为单位，要求全烧高炉煤气高温高压锅炉过热器各组件受热面接近校核值：一减前低温过热器吸热量70.18kcal/nm3/吸热比8.77％，一减后屏式过热器吸热量49.66kcal/nm3/吸热比6.2％，高温过热器冷段39.7kcal/nm3/吸热比5.0％，二减后过热器高温过热器热段吸热量36.83kcal/nm3/吸热比/4.6％；
4)如果锅炉过热器各部件吸热量超过低于校核值要求，需要重新进行热力计算，重新调整各部件的受热面积和部件特征，直至各组件吸热量达到校核值。
作为本发明的一种改进，所述步骤1)中按照常规高温高压锅炉设计布置过热器，具体如下：高温高压锅炉将喷水减温器分二级布置，一级减温器布置在低温过热器出口、屏式过热器布置在进口；将高温过热器分冷段和热段，二级减温器布置在冷段出口、热段进口。这样使得过热器各部件受热面积不会过大，蒸汽在各部件中焓增也不会太大，煤粉锅炉一般经验数据，过热器各部件内蒸汽焓增50kcal/kg左右。那么，全烧高炉煤气锅炉过热器焓增多少，减温水的匹配量是多少，就是研究本项目的研究目标。
作为本发明的一种改进，所述步骤1)按照常规高温高压锅炉设计布置过热器，
11)试验锅炉为高温高压全烧高炉煤气的锅炉，额定参数：负荷220t/h出口压力9.8mpa出口温度540℃，燃料100％高炉煤气，高煤热值800大卡/nm3，锅炉进水温度210℃；
12)按照烟气流向：自屏式过热器——高温过热器——低温过热器，进口烟温：950℃、出口烟温630℃，试验范围锅炉过热器材料一致，自屏式过热器、高温过热器为12cr1mov, 低过低温过热器20g，
13)针对过热器受热面吸热量或吸热比在屏式过热器吸热比小于7％、高温过热器吸热比小于10.5％、低温过热器吸热比小于10.3％，作为试验基础；
14)燃料变化速度小于60秒，高炉煤气燃料的负荷量变化分：0.5万m3/h、1万m3/h、1.5万m3/h、2万m3/h、2.5万m3/h等几种情况；
15)评判抗扰动能力标准，以减温水不限量，壁温不超过材料许用温度为准，
16)介质单位：一二级减温水流量以t/h(吨/小时)，过热器各组件吸收热量/吸热比以kcal/nm3/％(部件吸收的热量：大卡/标立方高煤燃料/占总燃料放热量的百分比)。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该技术方案设计巧妙，全烧高炉煤气锅炉抗负荷扰动过热器布置紧凑，一减前低温过热器吸热量70.18kcal/nm3/吸热比8.77％，一减后屏式过热器吸热量49.66kcal/nm3/吸热比6.2％，高温过热器冷段39.7kcal/nm3/吸热比5.0％，二减后过热器高温过热器热段吸热量36.83kcal/nm3/吸热比/4.6％；2)该技术方案揭示出全烧高炉煤气锅炉抗负荷扰动的减温水最小流量：一减总流量＞16t/h二减总流量＞10t/h；3)该技术方案揭示出全烧高炉煤气锅炉最大扰动负荷≤2.0万m3/h；4)该技术方案揭示出全烧高炉煤气锅炉在负荷扰动调节方法:当燃料突然增加，第一时间开足减温水(一二减＞26t/h)，当壁温停止上升时，将减温水回到相应负荷下的减温水量；5)该技术方案揭示出全烧高炉煤气低、高负荷抗扰动能力趋势；4)该技术方案成本较低，便于大规模的推广应用。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图中：1-低温过热器；2-屏式过热器；3-高温过热器低温段；4-高温过热器高温段；5-一级减温水设置位置；6-二级减温水设置位置；7-部件之间的连通管；8-连通管和受热面汇集联箱；9-蒸汽流向。
具体实施方式：
参见图1，高温高压全烧高炉煤气锅炉过热器各部件和减温水布置示意图，高温高压的锅炉过热器根据所采用的传热方式分为对流过热器、半辐射和辐射过热器三种，对流过热器布置在锅炉对流烟道里，主要有高温过热器和低温过热器等，它主要以对流传热方式吸收流过它的高温烟气的热量；半辐射过热器又称屏式过热器，布置在炉膛上部出口附近，它既吸收炉膛中火焰的辐射热又以对流方式吸收流过它的烟气的热 量。由于过热器受热面管子很长，金属的热容量较大，当发现管内汽温过高，增加喷水量进行减温，过热器出口汽温较长时间才开始反应、反应较慢，因此，见图1，一般高温高压锅炉将喷水减温器分二级布置，一级减温器布置在低温过热器出口、屏式过热器布置进口；将高温过热器分冷段和热段，二级减温器布置在冷段出口、热段进口，这样使得过热器各部件受热面积不会过大，蒸汽在各部件中焓增也不会太大，煤粉锅炉一般经验数据，过热器各部件内蒸汽焓增50kcal/kg左右。那么，全烧高炉煤气锅炉过热器焓增多少，减温水的匹配量是多少，就是研究本项目的研究目标。
试验条件：
1)试验锅炉为高温高压全烧高炉煤气的锅炉，额定参数：负荷220t/h出口压力9.8mpa出口温度540℃，燃料100％高炉煤气，高煤热值800大卡/nm3，锅炉进水温度210℃。
2)按照烟气流向：自屏过、高过、低过，进口烟温：950℃左右、出口烟温630℃左右，试验范围锅炉过热器材料一致(屏过、高过为12cr1mov,低过20g)。
3)针对过热器受热面吸热量或吸热比在屏式过热器吸热比小于7％、高温过热器吸热比小于10.5％、低温过热器吸热比小于10.3％，作为试验基础。
4)燃料变化速度小于60秒，高炉煤气燃料的负荷量变化分：0.5万m3/h、1万m3/h、1.5万m3/h、2万m3/h、2.5万m3/h等几种情况。
5)评判抗扰动能力标准，以减温水不限量(不以设计量供应，而以增加减温水量对壁温有影响为准)，壁温不超过材料许用温度为准，
6)介质单位：一二级减温水流量以t/h(吨/小时)，过热器各组件吸收热量/吸热比以kcal/nm3/％(部件吸收的热量：大卡/标立方高煤燃料/占总燃料放热量的百分比)
实施例1：
1)低温过热器受热面与一级减温器减温能力匹配试验情况
第一种情况：设计情况：一减前受热面低温过热器吸热量53.76kcal/nm3/吸热比6.7％，一减后受热面屏式过热器吸热量59.33kcal/nm3/吸热比7.4％，一级减温器流量5.82t/h。试验请见下表：
第二种情况：设计情况：一减前低温过热器吸热量70.18kcal/nm3/吸热比8.77％，一减后屏式过热器吸热量49.66kcal/nm3/吸热比6.2％，一级减温器流量8.83t/h。
第三种情况：设计情况：一减前低温过热器吸热量82.93kcal/nm3/吸热比10.3％，一减后屏式过热器吸热量48.18kcal/nm3/吸热比6.02％，一级减温器流量12.75t/h。
试验结果分析：
⑴高炉煤气燃烧传热速度远大于煤粉，速度为秒级，燃料进入至发现过热器汽温上升变化不足1分钟，这样的速度减温水自动跟踪无法反应，只能采用手动强制一步开到需要的流量。
⑵锅炉在中、高负荷，1分钟以内2.0万m3/h燃料负荷变化，锅炉均会出现超温的情况。
⑶经过试验比较，设计情况：一减前低温过热器吸热量70.18kcal/nm3/吸热比8.77％，一减后屏式过热器吸热量49.66kcal/nm3/吸热比6.2％，抗燃料扰动能力更强。
⑷试验中抗扰动一减两侧减温水总流量＞16(2*8)t/h。
2)屏式过热器受热面，高温过热器冷段与二级减温器减温能力匹配试验情况
第一种情况：设计情况：二减前过热器由屏过吸热量59.33kcal/nm3/吸热比7.4％和高温过热器冷段42.33kcal/nm3/吸热比5.29％组成，二减后过热器高温过热器热段吸热量38.50kcal/nm3/吸热比/4.81％，二级减温器流量3.5t/h。
第二种情况：设计情况：二减前过热器由屏过吸热量49.66kcal/nm3/吸热比6.2％和高温过热器冷段39.7kcal/nm3/吸热比5.0％组成，二减后过热器高温过热器热段吸热量36.83kcal/nm3/吸热比/4.6％，二级减温器流量3.5t/h。
第三种情况：设计情况：二减前过热器由屏过吸热量48.31kcal/nm3/吸热比6.0％和高温过热器冷段35.94kcal/nm3/吸热比4.5％组成，二减后过热器高温过热器热段吸热量31.33kcal/nm3/吸热比/3.91％，二级减温器流量2.33t/h。
第四种情况：设计情况：二减前过热器由屏过吸热量48.18kcal/nm3/吸热比6.02％和高温过热器冷段35.46kcal/nm3/吸热比4.46％组成，二减后过热器高温过热器热段吸热量31.15kcal/nm3/吸热比/3.89％，二级减温器流量3.5t/h。
试验结果分析：
(1)锅炉在中、高负荷，1分钟以内2.0万m3/h燃料负荷变化，锅炉均会出现超温的情况；
(2)经过试验比较，设计情况：二减前过热器由屏过吸热量49.66kcal/nm3/吸热比6.2％和高温过热器冷段39.7kcal/nm3/吸热比5.0％组成，二减后过热器高温 过热器热段吸热量36.83kcal/nm3/吸热比/4.6％，明显抗扰动能力更强；
(3)试验中抗扰动二减两侧减温水总流量＞10(2*5)t/h；
(4)适当提高低温过热器受热面，降低高温过热器受热面的方法有助于提高抗扰动能力，但高温过热器冷段受热面吸热过小的，会影响到蒸汽负荷，同时致后部受热面布置复杂化。
由于高炉冶炼采用了诸多新的技术，使得高炉煤气中的可燃成份降低，这就使得全烧高炉煤气锅炉的烟气量更大，如此在设计全烧高炉煤气锅炉过热器时，高煤热值需向偏低的方向考虑，但是高温过热器受热面吸热量不能低于以下数值：高温过热器冷段35.94kcal/nm3/吸热比4.5％组成，高温过热器热段吸热量31.33kcal/nm3/吸热比/3.91％。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。