煤的發熱量（一）

煤的(de)(de)發(fa)熱量，又(you)稱(cheng)為煤的(de)(de)熱值，即(ji)單位質量的(de)(de)煤完全燃(ran)燒所發(fa)出的(de)(de)熱量。

煤(mei)(mei)的(de)發(fa)熱(re)(re)量時煤(mei)(mei)按熱(re)(re)值計價(jia)的(de)基礎指標(biao)。煤(mei)(mei)作為動(dong)力(li)燃料，主要(yao)是(shi)利用煤(mei)(mei)的(de)發(fa)熱(re)(re)量，發(fa)熱(re)(re)量愈(yu)高，其(qi)經濟價(jia)值愈(yu)大。同時發(fa)熱(re)(re)量也是(shi)計算熱(re)(re)平衡、熱(re)(re)效(xiao)率(lv)和煤(mei)(mei)耗的(de)依據，以(yi)及(ji)鍋(guo)爐設計的(de)參數。

煤(mei)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)熱(re)(re)量(liang)(liang)(liang)表征了煤(mei)的(de)(de)(de)(de)變質程(cheng)度(du)（煤(mei)化(hua)度(du)），這(zhe)里所(suo)說的(de)(de)(de)(de)煤(mei)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)熱(re)(re)量(liang)(liang)(liang)，是指用1.4比重液分選后(hou)的(de)(de)(de)(de)浮煤(mei)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)熱(re)(re)量(liang)(liang)(liang)（或灰分不(bu)超過10%的(de)(de)(de)(de)原煤(mei)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)熱(re)(re)量(liang)(liang)(liang)）。成(cheng)煤(mei)時(shi)代晚煤(mei)化(hua)程(cheng)度(du)低的(de)(de)(de)(de)泥炭(tan)發(fa)(fa)熱(re)(re)量(liang)(liang)(liang)低，一般(ban)為20.9～25.1MJ/Kg，成(cheng)煤(mei)早于泥炭(tan)的(de)(de)(de)(de)褐煤(mei)發(fa)(fa)熱(re)(re)量(liang)(liang)(liang)增(zeng)(zeng)高到25～31MJ/Kg，煙(yan)煤(mei)發(fa)(fa)熱(re)(re)量(liang)(liang)(liang)繼(ji)續增(zeng)(zeng)高，到焦煤(mei)和瘦煤(mei)時(shi)，碳含量(liang)(liang)(liang)雖然增(zeng)(zeng)加了，但由于揮發(fa)(fa)分的(de)(de)(de)(de)減少，特(te)別(bie)是其中氫含量(liang)(liang)(liang)比煙(yan)煤(mei)低的(de)(de)(de)(de)多(duo)，有的(de)(de)(de)(de)低于1%，相當于煙(yan)煤(mei)的(de)(de)(de)(de)1/6，所(suo)以發(fa)(fa)熱(re)(re)量(liang)(liang)(liang)高的(de)(de)(de)(de)煤(mei)還是煙(yan)煤(mei)中的(de)(de)(de)(de)某些煤(mei)種。

鑒于(yu)低煤(mei)化(hua)度(du)(du)煤(mei)的(de)(de)發(fa)(fa)熱(re)量，隨煤(mei)化(hua)度(du)(du)的(de)(de)變化(hua)較大，所以，一些國(guo)家(jia)常(chang)用煤(mei)的(de)(de)恒(heng)濕無(wu)灰基高位發(fa)(fa)熱(re)量作為(wei)區分低煤(mei)化(hua)度(du)(du)煤(mei)類別(bie)的(de)(de)指標。我國(guo)采用煤(mei)的(de)(de)恒(heng)濕無(wu)灰基高位發(fa)(fa)熱(re)量來劃(hua)分褐(he)煤(mei)和長焰煤(mei)。

（1）發熱量的單位

熱量(liang)的(de)表示單位(wei)(wei)主要有(you)焦耳(er)(J)、卡（cal）和(he)英制熱量(liang)單位(wei)(wei)Btu。

焦耳(er)，是(shi)能量單位(wei)。1焦耳(er)等于1牛頓(N)力在(zai)力的(de)方向上通過1米的(de)位(wei)移所做的(de)功(gong)。

1J=1N×1m

1MJ=1000KJ

焦耳時國際標準化組織（ISO）所(suo)采(cai)用的熱(re)(re)量單位，也是我國1984年頒布的，1986年7月1日實施的法定計量熱(re)(re)量的單位。煤的熱(re)(re)量表(biao)示單位：

J/g、KJ/g、MJ/Kg

卡（cal）是(shi)我(wo)國建國后長期采(cai)用的一(yi)種(zhong)熱量單(dan)位。1cal是(shi)指(zhi)1g純水從19.5C加(jia)熱到(dao)20.5C時所吸收的熱量。

歐美一些國家多采用15Ccal，即1g純水(shui)從14.5C加熱到(dao)15.5C時所(suo)吸(xi)收(shou)的熱量(liang)。

1cal(20Ccal)=4.1816J

1cal(15Ccal)=4.1855J

1956年倫敦第誤解(jie)蒸汽性質國(guo)(guo)際會議上(shang)通過(guo)的國(guo)(guo)際蒸汽表卡的溫度比15Ccal還低，其(qi)定義如下：

1cal==4.1866J

從上看出，15Ccal中，每卡所(suo)含(han)熱能(neng)比20Ccal還高。

英(ying)、美等(deng)國家仍采用英(ying)制熱量(liang)單位（Btu），其定義(yi)是：1磅純(chun)水從32F加熱到212F時，所需熱量(liang)的1/180。

焦耳(er)、卡、Btu之間(jian)的關系

1Btu=1055.79J(≈1.055×1000J)

1J=9471.58×10的負7次方(fang)Btu

20Ccal/g與Btu/1b的換算公(gong)式(shi)：

因(yin)為(wei)1Btu=1055.79J,1B=453.6g

所以(yi)1Btu/1b=1/1.8cal/g

1cal/g=1.8Btu/1b

由于cal/g的(de)熱(re)值(zhi)(zhi)表示因15Ccal或(huo)20Ccal等的(de)不同(tong)而不同(tong)，所以國(guo)際貿易(yi)和科學交往中，尤其(qi)是采用進口苯甲(jia)酸（標(biao)明其(qi)cal/g）作(zuo)為熱(re)量計的(de)熱(re)容量標(biao)定時，要(yao)了解是什(shen)莫溫度（C）或(huo)條件下(xia)的(de)熱(re)值(zhi)(zhi)（cal/g）,否則將(jiang)會對燃燒的(de)熱(re)值(zhi)(zhi)產(chan)生系統偏高或(huo)偏低。

為了使熱量單位(wei)在國內(nei)外統一，必須以(yi)J取代cal作為煤的(de)發熱量表示單位(wei)。

（2）煤的各種(zhong)發熱量名稱的含義

a.煤的彈筒(tong)發熱(re)量（Qb）

煤(mei)的彈筒(tong)發熱(re)量(liang)，是單(dan)位質量(liang)的煤(mei)樣在(zai)熱(re)量(liang)計的彈筒(tong)內，在(zai)過量(liang)高壓氧（25～35個大氣(qi)壓左(zuo)右）中燃燒后產生的熱(re)量(liang)（燃燒產物的最終溫(wen)度規定(ding)為(wei)25C）。

由于煤(mei)(mei)(mei)樣是(shi)在(zai)(zai)高壓(ya)氧氣(qi)(qi)的(de)(de)彈(dan)筒(tong)(tong)里(li)燃(ran)(ran)(ran)燒的(de)(de)，因(yin)此發(fa)生了煤(mei)(mei)(mei)在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒時(shi)(shi)不能進(jin)行的(de)(de)熱(re)(re)化(hua)學反(fan)應。如(ru)：煤(mei)(mei)(mei)中(zhong)(zhong)氮以及充(chong)氧氣(qi)(qi)前彈(dan)筒(tong)(tong)內空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)氮，在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒時(shi)(shi)，一(yi)般呈氣(qi)(qi)態氮逸(yi)出，而(er)在(zai)(zai)彈(dan)筒(tong)(tong)中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒時(shi)(shi)卻生成(cheng)(cheng)N2O5或NO2等氮氧化(hua)合(he)物(wu)。這些氮氧化(hua)合(he)物(wu)溶于彈(dan)筒(tong)(tong)稅(shui)種生成(cheng)(cheng)硝酸(suan)(suan)，這一(yi)化(hua)學反(fan)應是(shi)放(fang)熱(re)(re)反(fan)應。另外(wai)，煤(mei)(mei)(mei)中(zhong)(zhong)可(ke)燃(ran)(ran)(ran)硫在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒時(shi)(shi)生成(cheng)(cheng)SO2氣(qi)(qi)體逸(yi)出，而(er)在(zai)(zai)彈(dan)筒(tong)(tong)中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒時(shi)(shi)卻氧化(hua)成(cheng)(cheng)SO3，SO3溶于彈(dan)筒(tong)(tong)水中(zhong)(zhong)生成(cheng)(cheng)硫酸(suan)(suan)。SO2、SO3,以及H2SO4溶于水生成(cheng)(cheng)硫酸(suan)(suan)水化(hua)物(wu)都(dou)是(shi)放(fang)熱(re)(re)反(fan)應。所以，煤(mei)(mei)(mei)的(de)(de)彈(dan)筒(tong)(tong)發(fa)熱(re)(re)量(liang)要高于煤(mei)(mei)(mei)在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)、工業(ye)鍋爐中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒是(shi)實際(ji)產生的(de)(de)熱(re)(re)量(liang)。為此，實際(ji)中(zhong)(zhong)要把彈(dan)筒(tong)(tong)發(fa)熱(re)(re)量(liang)折算(suan)成(cheng)(cheng)符合(he)煤(mei)(mei)(mei)在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒的(de)(de)發(fa)熱(re)(re)量(liang)。

b.煤的高位發熱量（Qgr）

煤(mei)的(de)(de)高(gao)位發熱(re)量，即(ji)煤(mei)在空氣中大氣壓條件下燃燒后所產生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)量。實際上(shang)是(shi)由實驗室中測得的(de)(de)煤(mei)的(de)(de)彈筒發熱(re)量減去硫酸(suan)和硝(xiao)酸(suan)生(sheng)(sheng)成熱(re)后得到的(de)(de)熱(re)量。

應該指出的(de)(de)(de)是，煤(mei)(mei)的(de)(de)(de)彈筒發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)是在(zai)恒(heng)容(rong)(rong)（彈筒內煤(mei)(mei)樣燃(ran)燒(shao)室容(rong)(rong)積不(bu)變(bian)）條(tiao)件下(xia)測得的(de)(de)(de)，所以(yi)又叫(jiao)恒(heng)容(rong)(rong)彈筒發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)。由恒(heng)容(rong)(rong)彈筒發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)折算出來的(de)(de)(de)高(gao)(gao)位(wei)(wei)(wei)(wei)發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)又稱為恒(heng)容(rong)(rong)高(gao)(gao)位(wei)(wei)(wei)(wei)發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)。而(er)煤(mei)(mei)在(zai)空氣(qi)(qi)中大(da)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)下(xia)燃(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)條(tiao)件濕(shi)恒(heng)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)（大(da)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)不(bu)變(bian)），其高(gao)(gao)位(wei)(wei)(wei)(wei)發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)濕(shi)恒(heng)壓(ya)(ya)(ya)高(gao)(gao)位(wei)(wei)(wei)(wei)發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)。恒(heng)容(rong)(rong)高(gao)(gao)位(wei)(wei)(wei)(wei)發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)和恒(heng)壓(ya)(ya)(ya)高(gao)(gao)位(wei)(wei)(wei)(wei)發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)兩者之間(jian)是有差(cha)別的(de)(de)(de)。一(yi)般(ban)恒(heng)容(rong)(rong)高(gao)(gao)位(wei)(wei)(wei)(wei)發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)比(bi)恒(heng)壓(ya)(ya)(ya)高(gao)(gao)位(wei)(wei)(wei)(wei)發(fa)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)低8.4～20.9J/g,實際中當要求精度不(bu)高(gao)(gao)時，一(yi)般(ban)不(bu)予校正。

c.煤的低位(wei)發熱量（Qnet）

煤的(de)低位發(fa)熱(re)量(liang)(liang)，是指煤在空氣中(zhong)大(da)氣壓條件(jian)下燃(ran)(ran)燒(shao)后(hou)(hou)產(chan)生的(de)熱(re)量(liang)(liang)，扣除煤中(zhong)水(shui)分(fen)（煤中(zhong)有機質中(zhong)的(de)氫燃(ran)(ran)燒(shao)后(hou)(hou)生成的(de)氧化水(shui)，以及煤中(zhong)的(de)游離水(shui)和化合水(shui)）的(de)汽(qi)化熱(re)（蒸(zheng)發(fa)熱(re)），剩下的(de)實際(ji)可(ke)以使(shi)用的(de)熱(re)量(liang)(liang)。

同樣(yang)，實際上由(you)恒容高(gao)位(wei)發熱量(liang)算出的低位(wei)發熱量(liang)，也叫恒容低位(wei)發熱量(liang)，它(ta)與在(zai)空氣中大氣壓(ya)條件下燃燒時的恒壓(ya)低位(wei)熱量(liang)之(zhi)間也有較小的差別(bie)。

d.煤的恒濕無灰基高位發熱(re)量（Qmaf）

恒(heng)濕，是指溫度(du)30C，相對濕度(du)96%時，測得的煤樣的水(shui)分(fen)(fen)（或叫最高(gao)(gao)內在(zai)水(shui)分(fen)(fen)）。煤的恒(heng)濕無灰(hui)基(ji)高(gao)(gao)位發熱量(liang)，實際中是不存在(zai)的，是指煤在(zai)恒(heng)濕條(tiao)件下(xia)測得的恒(heng)容高(gao)(gao)位發熱量(liang)，除去(qu)灰(hui)分(fen)(fen)影(ying)響后算出來的發熱量(liang)。

恒濕無(wu)灰基(ji)高(gao)位(wei)發熱量是低煤化度煤分類的(de)一個(ge)指標。

（3）煤的彈筒發熱量的測試要(yao)點見GB213-87。

（4）煤的高位發熱量計算

煤的高位發熱量計算公式為：

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

式中：

Qgr,ad——分(fen)析煤(mei)樣的高位發熱(re)量，J/g;

Qb,ad——分(fen)析煤樣的彈筒發(fa)熱(re)量，J/g;

Sb,ad——由彈(dan)筒洗液測得(de)的煤的硫含量，%；

95——煤中每(mei)1%（0.01g）硫的校正值，J/g;

a——硝酸校正系數。

（5）煤的(de)低位發熱量的(de)計算

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

式中：

Qnet,ad——分析(xi)煤樣的低位發熱(re)量，J/g;

Qgr,ad——分析煤樣的高(gao)位發熱量(liang)，J/g；

Had——分(fen)析(xi)煤(mei)樣氫含量，%；

Mad——分析(xi)煤(mei)樣(yang)水分，%。