煤發(fā)熱量介紹

單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)所釋放的熱量。法定計(jì)量單位是MJ/kg或J/g。以往為kcal/kg或cal/g，英制為Btu/lb。這幾種計(jì)量單位間關(guān)系是： 20℃時(shí)，lcal/g=4.1816J/g; 15℃時(shí)，lcal/g=4.1855J/g，1Btu/lb=2.326J/g。

中國(guó)測(cè)定煤的發(fā)熱量，大部分的實(shí)驗(yàn)室都采用環(huán)境恒溫式氧彈熱量計(jì)直接進(jìn)行，稱為彈筒發(fā)熱量，以干燥基或干燥無(wú)灰基表示，符號(hào)分別為Qb,ad或Qb,daf。測(cè)定彈筒發(fā)熱量的方法是將1克空氣干燥煤樣放在彈筒內(nèi)，往氧彈中緩緩充入氧氣，直到壓力為2.8～3.0兆帕。充氧時(shí)間不得小于15秒，往內(nèi)筒中加入足夠的蒸餾水，通電點(diǎn)火使煤樣在彈筒內(nèi)完全燃燒，彈筒周圍的水溫隨之升高，根據(jù)水溫的變化計(jì)算空氣干燥煤樣的彈筒發(fā)熱量（Qb,ad）。煤的發(fā)熱量除直接測(cè)定外，還可以根據(jù)工業(yè)分析或元素分析數(shù)據(jù)計(jì)算而得。煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)研究和評(píng)價(jià)工作中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是鑒定煤質(zhì)、計(jì)算熱平衡、耗煤量、熱效應(yīng)以及改進(jìn)燃煤方法，提高熱能利用的依據(jù)。同時(shí)也是煤分類的一個(gè)重要指標(biāo)，尤其對(duì)研究煤化程度低的煤更為重要。煙煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性亦可根據(jù)發(fā)熱量進(jìn)行初步的推斷。根據(jù)低位發(fā)熱量（Qnet,ar，兆焦/千克）可分為：低熱值煤（LQ）8.50～12.50；中低熱值煤（MLQ）12.51～17.00；中熱值煤（MQ）17.01～21.00；中高熱值煤（MHQ）21.01～24.00；高熱值煤（HQ）24.01～27.00；特高熱值煤（SHQ）大于27.00。

煤的發(fā)熱量通常用彈筒熱量計(jì)測(cè)定。方法是取一定質(zhì)量煤樣放入彈筒熱量計(jì)中，向彈筒內(nèi)充入過(guò)量氧(氧壓為2.5～3.0MPa)，彈筒置于盛有一定量水的內(nèi)筒中，通電點(diǎn)火使煤樣燃燒，放出熱量被量熱系統(tǒng)吸收，測(cè)量量熱系統(tǒng)溫升，計(jì)算煤的發(fā)熱量。

根據(jù)燃燒條件和燃燒產(chǎn)物及狀態(tài)的不同，煤發(fā)熱量分彈筒發(fā)熱量、高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。高位和低位發(fā)熱量又有恒容和恒壓之分。

彈筒發(fā)熱量Qb又稱氧彈發(fā)熱量。指煤在規(guī)定條件下，在彈筒熱量計(jì)中測(cè)得的熱值。煤在彈筒內(nèi)燃燒產(chǎn)物為氣態(tài)二氧化碳、過(guò)剩的氧、二氧化碳飽和的液態(tài)水、硫酸、硝酸和固態(tài)灰。它與煤在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱值與產(chǎn)物有所區(qū)別。后者氮呈游離氮析出，硫呈SO₂逸出，基本不影響煤發(fā)熱量。液態(tài)水變成水蒸汽吸收熱量。但在彈筒內(nèi)燃燒，氮變成硝酸、硫變成硫酸放出熱量，水在彈筒內(nèi)保持液態(tài)。所以煤彈筒發(fā)熱量略大于在大氣中燃燒放出的熱量。

高位發(fā)熱量Qgr煤的彈筒發(fā)熱量減去硫酸生成熱與二氧化硫生成熱之差及硝酸生成熱后的熱量。

低位發(fā)熱量Q_net指高位發(fā)熱量減去煤燃燒后全部水的蒸發(fā)潛熱后的熱量。其值基本上為煤在空氣中燃燒時(shí)可利用的熱量，作為評(píng)價(jià)燃料用煤的質(zhì)量指標(biāo)。

恒溫?zé)o灰基高位發(fā)熱量指以假想含最高內(nèi)在水分、無(wú)灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)計(jì)算所得的高位發(fā)熱量。

恒容發(fā)熱量指煤在恒定容積下燃燒時(shí)的熱值。

恒壓發(fā)熱量指煤在恒定壓力 (通常為一個(gè)大氣壓) 下燃燒時(shí)的熱值。

煤發(fā)熱量主要受煤中水分、灰分和煤化程度的影響、煤化程度相同的煤中，殼質(zhì)組發(fā)熱量最高、鏡質(zhì)組次之、惰質(zhì)組最低。

煤的收到基低位發(fā)熱量Qnet，ar受煤的水分Mt、灰分A_ar和煤化度等多種因素的影響。煤的空氣干燥基高位發(fā)熱量Q_gr，ad常隨內(nèi)在水分和灰分的增高而降低;干燥基高位發(fā)熱量Q_gr，_d隨灰分的增高而降低;干燥無(wú)灰基高位發(fā)熱量Qgr，daf主要隨煤化度的不同而變化，以中等變質(zhì)階段的煙煤如焦煤類的發(fā)熱量Qg_r，daf最高，褐煤的發(fā)熱量最低，長(zhǎng)焰煤、氣煤和肥煤類的發(fā)熱量則依次比褐煤的增高，以焦煤向瘦煤、貧煤和無(wú)煙煤過(guò)渡時(shí)，發(fā)熱量又逐漸降低，到超無(wú)煙煤(01號(hào)無(wú)煙煤)的發(fā)熱量降至最低，但仍高于褐煤和長(zhǎng)焰煤的發(fā)熱量Q_gr，daf。此外，煤的內(nèi)在灰分也會(huì)影響煤的干燥無(wú)灰基高位發(fā)熱量，即對(duì)同一煤層的煤，內(nèi)在灰分越高，其發(fā)熱量Qgr，daf也越低。干燥無(wú)礦物質(zhì)基高位發(fā)熱量Qgr，dmmf曾稱純煤發(fā)熱量或煤有機(jī)質(zhì)發(fā)熱量，它理論上不受煤的灰分和水分的影響，只受煤化度的影響。

煤的發(fā)熱量是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)，由于發(fā)熱量與煤化程度密切相關(guān)，常作煤炭分類的一個(gè)重要指標(biāo)(ISO、ASTM、GB等煤分類標(biāo)準(zhǔn)均采用)。對(duì)動(dòng)力用煤，發(fā)熱量是最重要的質(zhì)量指標(biāo)和計(jì)價(jià)指標(biāo)，各種燃煤裝置(如鍋爐、工業(yè)爐窯等)的耗煤量、熱平衡、熱效率等工藝參數(shù)都需根據(jù)煤的發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算，各種燃煤爐窯的設(shè)計(jì)和技術(shù)改造及燃燒條件的優(yōu)化也必須以燃料煤的發(fā)熱量為依據(jù)。國(guó)際上常用的燃料統(tǒng)一計(jì)量單位——標(biāo)準(zhǔn)煤(又稱煤當(dāng)量)也是以發(fā)熱量定義的，即凡能產(chǎn)生29.27MJ低位發(fā)熱量的任何燃料 (能源)均可折合為1kg標(biāo)準(zhǔn)煤。煤田地質(zhì)勘探中，根據(jù)發(fā)熱量Q_gr，daf的變化規(guī)律判斷煤的氧化風(fēng)化程度并以此作為確定氧化、風(fēng)化帶的劃界參數(shù)。 2100433B

煤的低位發(fā)熱量 ，是指煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后產(chǎn)生的熱量，扣除煤中水分（煤中有機(jī)質(zhì)中的氫燃燒后生成的氧化水，以及煤中的游離水和化合水）的汽化熱（蒸發(fā)熱），剩下的實(shí)際可以使用的熱量。同樣，實(shí)際上由恒容高位發(fā)熱量算出的低位發(fā)熱量，也叫恒容低位發(fā)熱量，它與在空氣中大氣壓條件下燃燒時(shí)的恒壓低位熱量之間也有較小的差別。

煤的低位發(fā)熱量計(jì)算公式為：

Qnet,ad=Qgr,ad-0.206Had-0.023Mad

式中：

Qnet,ad——分析煤樣的低位發(fā)熱量，J/g;

Qgr,ad——分析煤樣的高位發(fā)熱量，J/g;

Had——分析煤樣氫含量，%;

Mad——分析煤樣水分，%

煤化學(xué)的研究?jī)?nèi)容之一。單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)放出的熱量稱為煤的發(fā)熱量，以符號(hào)Q來(lái)表示。煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的重要指標(biāo)，是熱工計(jì)算的基礎(chǔ)。在煤的燃燒或轉(zhuǎn)化過(guò)程中，常用發(fā)熱量來(lái)進(jìn)行熱平衡、熱效率和耗煤量計(jì)算，并據(jù)此進(jìn)行設(shè)備的選型或燃燒方式的選擇。因此，發(fā)熱最是確定動(dòng)力用煤價(jià)格的主要依據(jù)，常用的表示方式有:彈筒發(fā)熱量、恒壓發(fā)熱量、恒容發(fā)熱量、高位發(fā)熱量、低位發(fā)熱量。此外，在國(guó)際煤炭分類和一些國(guó)家的煤炭分類中，常采用恒濕無(wú)灰基煤的發(fā)熱量作為區(qū)分低煤化度煤的分類指標(biāo)之一 。

煤的發(fā)熱量又稱煤炭大卡，是煤炭在氧彈中燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量（熱值、大卡），根據(jù)輸入硫、氫、全水分、分析水儀器自動(dòng)計(jì)算出煤的高位發(fā)熱量、低位發(fā)熱量及收到基低位發(fā)熱量。

煤炭發(fā)熱量煤的高位發(fā)熱量

煤的高位發(fā)熱量，即煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后所產(chǎn)生的熱量。實(shí)際上是由實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得的煤的彈筒發(fā)熱量減去硫酸和硝酸生成熱后得到的熱量。 煤的彈筒發(fā)熱量是在恒容(彈筒內(nèi)煤樣燃燒室容積不變)條件下測(cè)得的，所以又叫恒容彈筒發(fā)熱量。由恒容彈筒發(fā)熱量折算出來(lái)的高位發(fā)熱量又稱為恒容高位發(fā)熱量。而煤在空氣中大氣壓下燃燒的條件是恒壓的(大氣壓不變)，其高位發(fā)熱量是恒壓高位發(fā)熱量。恒容高位發(fā)熱量和恒壓高位發(fā)熱量?jī)烧咧g是有差別的。一般恒容高位發(fā)熱量比恒壓高位發(fā)熱量低8.4～20.9J/g,實(shí)際中當(dāng)要求精度不高時(shí)，一般不予校正。煤炭發(fā)熱量作為煤炭質(zhì)量分析的重要指標(biāo),因此做好煤炭指標(biāo)中發(fā)熱量的測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性分析工作具有非常重要的理論和實(shí)際意義。

煤炭的發(fā)熱量是檢驗(yàn)煤炭質(zhì)量的主要因素也是煤炭計(jì)價(jià)的重要環(huán)節(jié)，所以煤炭發(fā)熱量的測(cè)定與煤炭發(fā)熱量的計(jì)算不容忽視。

煤的高位發(fā)熱量計(jì)算公式為：

Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad

式中：

Qgr——分析煤樣的高位發(fā)熱量，J/g;

Qb,ad——分析煤樣的彈筒發(fā)熱量，J/g

Sb,ad——由彈筒洗液測(cè)得的煤的硫含量，%

95——煤中每1%(0.01g)硫的校正值，J/g

a——硝酸校正系數(shù)

煤炭發(fā)熱量煤的低位發(fā)熱量

煤的低位發(fā)熱量，是指煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后產(chǎn)生的熱量，扣除煤中水分（煤中有機(jī)質(zhì)中的氫燃燒后生成的氧化水，以及煤中的游離水和化合水）的汽化熱（蒸發(fā)熱），剩下的實(shí)際可以使用的熱量。同樣，實(shí)際上由恒容高位發(fā)熱量算出的低位發(fā)熱量，也叫恒容低位發(fā)熱量，它與在空氣中大氣壓條件下燃燒時(shí)的恒壓低位熱量之間也有較小的差別。

煤的低位發(fā)熱量計(jì)算公式為：

Qnet,ad=Qgr,ad-0.206Had-0.023Mad

式中：

Qnet,ad——分析煤樣的低位發(fā)熱量，J/g;

Qgr,ad——分析煤樣的高位發(fā)熱量，J/g;

Had——分析煤樣氫含量，%;

Mad——分析煤樣水分，%