煤发热量

煤的发热量通常用弹筒热量计测定。方法是取一定质量煤样放入弹筒热量计中，向弹筒内充入过量氧(氧压为2.5～3.0MPa)，弹筒置于盛有一定量水的内筒中，通电点火使煤样燃烧，放出热量被量热系统吸收，测量量热系统温升，计算煤的发热量。

根据燃烧条件和燃烧产物及状态的不同，煤发热量分弹筒发热量、高位发热量和低位发热量。高位和低位发热量又有恒容和恒压之分。

弹筒发热量Qb又称氧弹发热量。指煤在规定条件下，在弹筒热量计中测得的热值。煤在弹筒内燃烧产物为气态二氧化碳、过剩的氧、二氧化碳饱和的液态水、硫酸、硝酸和固态灰。它与煤在空气中燃烧时产生的热值与产物有所区别。后者氮呈游离氮析出，硫呈SO₂逸出，基本不影响煤发热量。液态水变成水蒸汽吸收热量。但在弹筒内燃烧，氮变成硝酸、硫变成硫酸放出热量，水在弹筒内保持液态。所以煤弹筒发热量略大于在大气中燃烧放出的热量。

高位发热量Qgr煤的弹筒发热量减去硫酸生成热与二氧化硫生成热之差及硝酸生成热后的热量。

低位发热量Q_net指高位发热量减去煤燃烧后全部水的蒸发潜热后的热量。其值基本上为煤在空气中燃烧时可利用的热量，作为评价燃料用煤的质量指标。

恒温无灰基高位发热量指以假想含最高内在水分、无灰状态的煤为基准计算所得的高位发热量。

恒容发热量指煤在恒定容积下燃烧时的热值。

恒压发热量指煤在恒定压力 (通常为一个大气压) 下燃烧时的热值。

煤的发热量是评价煤质的重要指标，由于发热量与煤化程度密切相关，常作煤炭分类的一个重要指标(ISO、ASTM、GB等煤分类标准均采用)。对动力用煤，发热量是最重要的质量指标和计价指标，各种燃煤装置(如锅炉、工业炉窑等)的耗煤量、热平衡、热效率等工艺参数都需根据煤的发热量进行计算，各种燃煤炉窑的设计和技术改造及燃烧条件的优化也必须以燃料煤的发热量为依据。国际上常用的燃料统一计量单位——标准煤(又称煤当量)也是以发热量定义的，即凡能产生29.27MJ低位发热量的任何燃料 (能源)均可折合为1kg标准煤。煤田地质勘探中，根据发热量Q_gr，daf的变化规律判断煤的氧化风化程度并以此作为确定氧化、风化带的划界参数。 2100433B

单位质量的煤完全燃烧时所释放的热量。法定计量单位是MJ/kg或J/g。以往为kcal/kg或cal/g，英制为Btu/lb。这几种计量单位间关系是： 20℃时，lcal/g=4.1816J/g; 15℃时，lcal/g=4.1855J/g，1Btu/lb=2.326J/g。

中国测定煤的发热量，大部分的实验室都采用环境恒温式氧弹热量计直接进行，称为弹筒发热量，以干燥基或干燥无灰基表示，符号分别为Qb,ad或Qb,daf。测定弹筒发热量的方法是将1克空气干燥煤样放在弹筒内，往氧弹中缓缓充入氧气，直到压力为2.8～3.0兆帕。充氧时间不得小于15秒，往内筒中加入足够的蒸馏水，通电点火使煤样在弹筒内完全燃烧，弹筒周围的水温随之升高，根据水温的变化计算空气干燥煤样的弹筒发热量（Qb,ad）。煤的发热量除直接测定外，还可以根据工业分析或元素分析数据计算而得。煤的发热量是煤质研究和评价工作中的一项重要指标，是鉴定煤质、计算热平衡、耗煤量、热效应以及改进燃煤方法，提高热能利用的依据。同时也是煤分类的一个重要指标，尤其对研究煤化程度低的煤更为重要。烟煤的粘结性和结焦性亦可根据发热量进行初步的推断。根据低位发热量（Qnet,ar，兆焦/千克）可分为：低热值煤（LQ）8.50～12.50；中低热值煤（MLQ）12.51～17.00；中热值煤（MQ）17.01～21.00；中高热值煤（MHQ）21.01～24.00；高热值煤（HQ）24.01～27.00；特高热值煤（SHQ）大于27.00。

煤发热量主要受煤中水分、灰分和煤化程度的影响、煤化程度相同的煤中，壳质组发热量最高、镜质组次之、惰质组最低。

煤的收到基低位发热量Qnet，ar受煤的水分Mt、灰分A_ar和煤化度等多种因素的影响。煤的空气干燥基高位发热量Q_gr，ad常随内在水分和灰分的增高而降低;干燥基高位发热量Q_gr，_d随灰分的增高而降低;干燥无灰基高位发热量Qgr，daf主要随煤化度的不同而变化，以中等变质阶段的烟煤如焦煤类的发热量Qg_r，daf最高，褐煤的发热量最低，长焰煤、气煤和肥煤类的发热量则依次比褐煤的增高，以焦煤向瘦煤、贫煤和无烟煤过渡时，发热量又逐渐降低，到超无烟煤(01号无烟煤)的发热量降至最低，但仍高于褐煤和长焰煤的发热量Q_gr，daf。此外，煤的内在灰分也会影响煤的干燥无灰基高位发热量，即对同一煤层的煤，内在灰分越高，其发热量Qgr，daf也越低。干燥无矿物质基高位发热量Qgr，dmmf曾称纯煤发热量或煤有机质发热量，它理论上不受煤的灰分和水分的影响，只受煤化度的影响。

煤的低位发热量 ，是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量，扣除煤中水分（煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水，以及煤中的游离水和化合水）的汽化热（蒸发热），剩下的实际可以使用的热量。同样，实际上由恒容高位发热量算出的低位发热量，也叫恒容低位发热量，它与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位热量之间也有较小的差别。

煤的低位发热量计算公式为：

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

式中：

Qnet,ad——分析煤样的低位发热量，J/g;

Qgr,ad——分析煤样的高位发热量，J/g;

Had——分析煤样氢含量，%;

Mad——分析煤样水分，%

煤化学的研究内容之一。单位质量的煤完全燃烧时放出的热量称为煤的发热量，以符号Q来表示。煤的发热量是煤质分析的重要指标，是热工计算的基础。在煤的燃烧或转化过程中，常用发热量来进行热平衡、热效率和耗煤量计算，并据此进行设备的选型或燃烧方式的选择。因此，发热最是确定动力用煤价格的主要依据，常用的表示方式有:弹筒发热量、恒压发热量、恒容发热量、高位发热量、低位发热量。此外，在国际煤炭分类和一些国家的煤炭分类中，常采用恒湿无灰基煤的发热量作为区分低煤化度煤的分类指标之一 。

煤的发热量又称煤炭大卡，是煤炭在氧弹中燃烧时产生的热量（热值、大卡），根据输入硫、氢、全水分、分析水仪器自动计算出煤的高位发热量、低位发热量及收到基低位发热量。

煤炭发热量煤的高位发热量

煤的高位发热量，即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。实际上是由实验室中测得的煤的弹筒发热量减去硫酸和硝酸生成热后得到的热量。 煤的弹筒发热量是在恒容(弹筒内煤样燃烧室容积不变)条件下测得的，所以又叫恒容弹筒发热量。由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。而煤在空气中大气压下燃烧的条件是恒压的(大气压不变)，其高位发热量是恒压高位发热量。恒容高位发热量和恒压高位发热量两者之间是有差别的。一般恒容高位发热量比恒压高位发热量低8.4～20.9J/g,实际中当要求精度不高时，一般不予校正。煤炭发热量作为煤炭质量分析的重要指标,因此做好煤炭指标中发热量的测定结果的准确性分析工作具有非常重要的理论和实际意义。

煤炭的发热量是检验煤炭质量的主要因素也是煤炭计价的重要环节，所以煤炭发热量的测定与煤炭发热量的计算不容忽视。

煤的高位发热量计算公式为：

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

式中：

Qgr——分析煤样的高位发热量，J/g;

Qb,ad——分析煤样的弹筒发热量，J/g

Sb,ad——由弹筒洗液测得的煤的硫含量，%

95——煤中每1%(0.01g)硫的校正值，J/g

a——硝酸校正系数

煤炭发热量煤的低位发热量

煤的低位发热量，是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量，扣除煤中水分（煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水，以及煤中的游离水和化合水）的汽化热（蒸发热），剩下的实际可以使用的热量。同样，实际上由恒容高位发热量算出的低位发热量，也叫恒容低位发热量，它与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位热量之间也有较小的差别。

煤的低位发热量计算公式为：

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

式中：

Qnet,ad——分析煤样的低位发热量，J/g;

Qgr,ad——分析煤样的高位发热量，J/g;

Had——分析煤样氢含量，%;

Mad——分析煤样水分，%