中科三博煤質(zhì)化驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)資料，站長(zhǎng)分享- 煤的發(fā)熱量（對(duì)應(yīng)設(shè)備：量熱儀/熱量計(jì)）

      煤的發(fā)熱量，又稱(chēng)為煤的熱值，即單位質(zhì)量的煤完全燃燒所發(fā)出的熱量。
　　煤的發(fā)熱量時(shí)煤按熱值計(jì)價(jià)的基礎(chǔ)指標(biāo)。煤作為動(dòng)力燃料，主要是利用煤的發(fā)熱量，發(fā)熱量愈高，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值愈大。同時(shí)發(fā)熱量也是計(jì)算熱平衡、熱效率和煤耗的依據(jù)，以及鍋爐設(shè)計(jì)的參數(shù)。
　　煤的發(fā)熱量表征了煤的變質(zhì)程度（煤化度），這里所說(shuō)的煤的發(fā)熱量，是指用1.4比重液分選后的浮煤的發(fā)熱量（或灰分不超過(guò)10%的原煤的發(fā)熱量）。成煤時(shí)代最晚煤化程度最低的泥炭發(fā)熱量最低，一般為20.9～25.1MJ/Kg，成煤早于泥炭的褐煤發(fā)熱量增高到25～31MJ/Kg，煙煤發(fā)熱量繼續(xù)增高，到焦煤和瘦煤時(shí)，碳含量雖然增加了，但由于揮發(fā)分的減少，特別是其中氫含量比煙煤低的多，有的低于1%，相當(dāng)于煙煤的1/6，所以發(fā)熱量最高的煤還是煙煤中的某些煤種。
　　鑒于低煤化度煤的發(fā)熱量，隨煤化度的變化較大，所以，一些國(guó)家常用煤的恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量作為區(qū)分低煤化度煤類(lèi)別的指標(biāo)。我國(guó)采用煤的恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量來(lái)劃分褐煤和長(zhǎng)焰煤。
　?。?）發(fā)熱量的單位
　　熱量的表示單位主要有焦耳(J)、卡（cal）和英制熱量單位Btu。
　　焦耳，是能量單位。1焦耳等于1牛頓(N)力在力的方向上通過(guò)1米的位移所做的功。
　　1J=1N×0J
　　1MJ=1000KJ
　　焦耳時(shí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）所采用的熱量單位，也是我國(guó)1984年頒布的，1986年7月1日實(shí)施的法定計(jì)量熱量的單位。煤的熱量表示單位：
　　J/g、KJ/g、MJ/Kg
　　卡（cal）是我國(guó)建國(guó)后長(zhǎng)期采用的一種熱量單位。1cal是指1g純水從19.5C加熱到20.5C時(shí)所吸收的熱量。
　　歐美一些國(guó)家多采用15Ccal，即1g純水從14.5C加熱到15.5C時(shí)所吸收的熱量。
　　1cal(20Ccal)=4.1816J
　　1cal(15Ccal)=4.1855J
　　1956年倫敦第誤解蒸汽性質(zhì)國(guó)際會(huì)議上通過(guò)的國(guó)際蒸汽表卡的溫度比15Ccal還低，其定義如下：
　　1cal==4.1866J
　　從上看出，15Ccal中，每卡所含熱能比20Ccal還高。
　　英、美等國(guó)家目前仍采用英制熱量單位（Btu），其定義是：1磅純水從32F加熱到212F時(shí)，所需熱量的1/180。
　　焦耳、卡、Btu之間的關(guān)系
　　1Btu=1055.79J(≈1.055×1000J)
　　1J=9471.58×10的負(fù)7次方Btu
　　20Ccal/g與Btu/1b的換算公式：
　　因?yàn)?Btu=1055.79J,1B=453.6g
　　所以1Btu/1b=1/1.8cal/g
　　1cal/g=1.8Btu/1b
　　由于cal/g的熱值表示因15Ccal或20Ccal等的不同而不同，所以國(guó)際貿(mào)易和科學(xué)交往中，尤其是采用進(jìn)口苯甲酸（標(biāo)明其cal/g）作為熱量計(jì)的熱容量標(biāo)定時(shí)，一定要了解是什莫溫度（C）或條件下的熱值（cal/g）,否則將會(huì)對(duì)燃燒的熱值產(chǎn)生系統(tǒng)偏高或偏低。
　　為了使熱量單位在國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一，不須以J取代cal作為煤的發(fā)熱量表示單位。
　?。?）煤的各種發(fā)熱量名稱(chēng)的含義　　
　　a.煤的彈筒發(fā)熱量（Qb）
　　煤的彈筒發(fā)熱量，是單位質(zhì)量的煤樣在熱量計(jì)的彈筒內(nèi)，在過(guò)量高壓氧（25～35個(gè)大氣壓左右）中燃燒后產(chǎn)生的熱量（燃燒產(chǎn)物的最終溫度規(guī)定為25C）。
　　由于煤樣是在高壓氧氣的彈筒里燃燒的，因此發(fā)生了煤在空氣中燃燒時(shí)不能進(jìn)行的熱化學(xué)反應(yīng)。如：煤中氮以及充氧氣前彈筒內(nèi)空氣中的氮，在空氣中燃燒時(shí)，一般呈氣態(tài)氮逸出，而在彈筒中燃燒時(shí)卻生成N2O5或NO2等氮氧化合物。這些氮氧化合物溶于彈筒稅種生成硝酸，這一化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)。另外，煤中可燃硫在空氣中燃燒時(shí)生成SO2氣體逸出，而在彈筒中燃燒時(shí)卻氧化成SO3，SO3溶于彈筒水中生成硫酸。SO2、SO3,以及H2SO4溶于水生成硫酸水化物都是放熱反應(yīng)。所以，煤的彈筒發(fā)熱量要高于煤在空氣中、工業(yè)鍋爐中燃燒是實(shí)際產(chǎn)生的熱量。為此，實(shí)際中要把彈筒發(fā)熱量折算成符合煤在空氣中燃燒的發(fā)熱量。
　　b.煤的高位發(fā)熱量（Qgr）
　　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。
　　應(yīng)該指出的是，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(chēng)為恒容高位發(fā)熱量。而煤在空氣中大氣壓下燃燒的條件濕恒壓的（大氣壓不變），其高位發(fā)熱量濕恒壓高位發(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。
　　c.煤的低位發(fā)熱量（Qnet）
　　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。
　　d.煤的恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量（Qmaf）
　　恒濕，是指溫度30C，相對(duì)濕度96%時(shí)，測(cè)得的煤樣的水分（或叫最高內(nèi)在水分）。煤的恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量，實(shí)際中是不存在的，是指煤在恒濕條件下測(cè)得的恒容高位發(fā)熱量，除去灰分影響后算出來(lái)的發(fā)熱量。
　　恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量是低煤化度煤分類(lèi)的一個(gè)指標(biāo)。
　?。?）煤的彈筒發(fā)熱量的測(cè)試要點(diǎn)見(jiàn)GB213-87。
　?。?）煤的高位發(fā)熱量計(jì)算
　　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,ad——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)。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Qb,ad≤16700J/g,a=0.001
　　16700J/g　　Qb,ad>25100J/g ,a=0.0016
　　當(dāng)Qb,ad〉16700J/g，
　　或者12500J/g　　可用St,ad代替Sb,ad。
　?。?）煤的低位發(fā)熱量的計(jì)算
　　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，%。
　　（6）煤的各種基準(zhǔn)發(fā)熱量及其換算
　　a.煤的各種基準(zhǔn)得發(fā)熱量
　　　　如上所述，煤的發(fā)熱量有彈筒發(fā)熱量、高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量，每一種發(fā)熱量又有4種基準(zhǔn)，所以　　煤的不同基準(zhǔn)的各種發(fā)熱量有3×4=12種表示方法，即：
　　彈筒發(fā)熱量4種表示方式：
　　Qb,ad——分析基彈筒發(fā)熱量；
　　Qb,d——干燥基彈筒發(fā)熱量；
　　Qb,ar——收到基彈筒發(fā)熱量；
　　Qb,daf——干燥無(wú)灰基彈筒發(fā)熱量。
　　高位發(fā)熱量4種表示形式：
　　Qgr,ad——分析基高位發(fā)熱量；
　　Qgr,d——干燥基高位發(fā)熱量；
　　Qgr,ar——收到基高位發(fā)熱量；
　　Qgr,daf——干燥無(wú)灰基高位發(fā)熱量。
　　低位發(fā)熱量4種表示形式：
　　Qnet,ad——分析基低位發(fā)熱量；
　　Qnet,ar——收到基低位發(fā)熱量；
　　Qnet,daf——干燥無(wú)灰基低位發(fā)熱量。
　　b.煤的各種基準(zhǔn)的發(fā)熱量間的換算
　　煤的各種基準(zhǔn)的發(fā)熱量間的換算公式和煤質(zhì)分析中各基準(zhǔn)的換算公式相似。如：
　　Qgr,ad=Qgr,ad×（100-Mar）/(100-Mad)
　　Qgr,d=Qgr,ad×100/(100-Mad)
　　Qgr,daf=Qgr,ad×100/(100-Mad-Aad-CO2,d)
　　式中：
　　CO2,d——分析煤樣中碳酸鹽礦物質(zhì)中CO2的含量（%），當(dāng)CO2含≤2%時(shí)，此項(xiàng)可略去不計(jì)
　　Qgr，maf=Qgr,ad×（100-M）/(100-Mad-Aad-Aad×M/100)
　　式中：
　　Qgr，maf——恒溫?zé)o灰基高位發(fā)熱量；
　　M——恒濕條件下測(cè)得的水分含量，%。