煤質(zhì)技術指標-發(fā)熱量常見問題1.什么是煤的發(fā)熱量？ 答：煤的發(fā)熱量，又稱為煤的熱值，即單位質(zhì)量的煤燃燒所發(fā)出的熱量。 煤的發(fā)熱量是煤按熱值計價的基礎指標。煤作為動力燃料，主要是利用煤的發(fā)熱量，發(fā)熱量愈高，其經(jīng)濟價值愈大。同時發(fā)熱量也是計算熱平衡、熱效率和煤耗的依據(jù)，以及鍋爐設計的參數(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 10% 的原煤的發(fā)熱 量）。成煤時代晚煤化程度低的泥炭發(fā)熱量低，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，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% ，相當于煙煤的 1/6 ，所以發(fā)熱量高 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，一些國家常用煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量作為區(qū)分低煤化度煤類別的指標。我國采用煤的恒濕無灰基高位發(fā) 熱量來劃分褐煤和長焰煤。 2.什么叫彈筒發(fā)熱量？（ Qb ） 答：單位質(zhì)量燃料（氣態(tài)除外）在充有氧氣的氧彈內(nèi)（ 25 ～ 35 個大氣壓左右）完全燃燒這是所釋放的熱量為彈桶發(fā)熱量（燃燒產(chǎn)物的溫度規(guī)定為 25℃ ）。 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不能進行的熱化學反應。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，一般呈氣態(tài)氮逸出，而在彈筒中燃燒時卻生成 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，這一化學反應是放熱反應。另外，煤中可燃硫在空氣中燃燒時生成 SO2 氣體逸出，而在彈筒中燃燒時卻氧化成 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。所以，煤的彈筒發(fā)熱量要高于煤在空氣中、工業(yè)鍋爐中燃燒是實際產(chǎn)生的熱量。為此，實際中要把彈筒發(fā)熱量折算成符合煤在空氣中燃燒的發(fā)熱量。 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—— 干燥無灰基彈筒發(fā)熱量。 3. 什么叫高位發(fā)熱量？ （ Qgr ） 答：煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后所產(chǎn)生的熱量。實際上是由實驗室中測得的煤的彈筒發(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)熱量兩者之間是有差別的。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, 實際中當要求精度不高時，一般不予校正。 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—— 干燥無灰基高位發(fā)熱量。 4.什么叫低位發(fā)熱量？（ Qnet ） 答： 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），剩下的實際可以使用的熱量（高位發(fā)熱量減去水）。 我國電廠鍋爐技術中常采用低位發(fā)熱量。 同樣，實際上由恒容高位發(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的恒壓低位熱量之間也有較小的差別。 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—— 干燥無灰基低位發(fā)熱量 5.什么叫煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量（ Qmaf ） 答： 恒濕，是指溫度 30C ，相對濕度 96% 時，測得的煤樣的水分（或叫內(nèi)在水分）。煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量，實際中是不存在的，是指煤在恒濕條件下測得的恒容高位發(fā)熱量，除去灰分影響后算出來的發(fā)熱量。 恒濕無灰基高位發(fā)熱量是低煤化度煤分類的一個指標。 6.煤的各種基準的發(fā)熱量間的換算公式是什么？答：煤的各種基準的發(fā)熱量間的換算公式和煤質(zhì)分析中各基準的換算公式相似。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 CO2 含 ≤2% 時，此項可略去不計 Qgr ， maf=Qgr,ad× （ 100-M ） /(100-Mad-Aad-Aad×M/100) 式中： Qgr ， maf—— 恒溫無灰基高位發(fā)熱量； M—— 恒濕條件下測得的水分含量， % 。 7.發(fā)熱量換算公式是什么？ Qgr.daf(MJ/kg)=31.45+1.09Hdaf 無煙煤及Vdaf小于24%的煙煤: Hdaf=Vdaf/(0.1462Vdaf+1.1124) 煙煤 : Hdaf=2.888+0.392 (√Vdaf)-0.0023Ad 褐煤: 褐煤: Hdaf=0.835Vdaf+1.206 式中 : Hdaf=H a d×{100/(100-Mad-Aad)} 干燥無灰基氫含量% Vdaf=Va d×{100/(100-Mad-Aad)} 干燥無灰基揮發(fā)分產(chǎn)量% Aad=(m 1 /m) ×100 其中: m 1---- 殘留物的質(zhì)量,g; m—空氣干燥煤樣的質(zhì)量,g; Vad=(m 1 /m) ×100 空氣干燥基煤樣揮發(fā)分產(chǎn)率% Mad=(m 1 /m) ×100 空氣干燥基煤樣水分產(chǎn)率% 其中: m 1---- 煤樣干燥后失去的質(zhì)量,g; m—空氣干燥煤樣的質(zhì)量,g; Ad=Aad×100/(100-Mad) 干燥基煤樣灰分產(chǎn)率%; 煤的高位發(fā)熱量計算公式為： 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 Qb,ad>25100J/g ,a=0.0016 當 Qb,ad 〉 16700J/g ， 或者 12500J/g<QB,AD< SPAN> ，同時， Sb ， ad≤2% 時， 可用 St,ad 代替 Sb,ad 。 （ 5 ）煤的低位發(fā)熱量的計算 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， % 。 8.幾種常用的點火（引火）物在點火時放出的熱量是多少？ 鐵絲：6700J/K 鎳絡絲：1400J/g 銅絲：2500J/g 棉線：17500J/g 9.測定發(fā)熱量對電力生產(chǎn)的意義？ 答：1、它在煤質(zhì)計價、編制消耗定額和供應計劃、核算發(fā)電成本和計算能源利用效率等方面都以發(fā)熱量為依據(jù)； 10.燃料煤發(fā)熱量的含義是什么？ 答：燃料的發(fā)熱量是指單位重量的燃料完全燃燒時所釋放出來的熱量，其單位是J/g或MJ/kg。 煤的熱量值曾經(jīng)用“卡（ cal ）”表示，但已為廢棄單位，現(xiàn)在用“焦耳（ J ）”表示熱量基本單位。鑒于目前許多用煤企業(yè)仍用卡來表示熱值單位。因而下面仍對“卡”的含義做一下介紹。 1cal 熱量是 1g 純水溫度升高 1℃所需要的熱量。水的比熱容隨水溫的不同而稍有差異，所以在熱量單位中使用的卡還常分為不同溫度下的卡，如 20 ℃卡、 15 ℃卡或 25 ℃卡等。通常所說的 20 ℃卡（或 15 ℃等）是指 1g 純水從 19.5 ℃（或 14.5 ℃）加熱到 20.5 ℃（或 15.5 ℃）所需要的熱量。我國的熱量單位采用 20 ℃卡，德國等某些西歐國家則采用 15 ℃卡。而在國際蒸汽表熱量單位低于 15 ℃卡。在低溫卡（如 15 ℃卡），每卡所含的熱能比高溫度卡（ 20 ℃卡）稍高。 11.對煤炭發(fā)熱量測定室有何要求？ 答：（1）熱量室應作為發(fā)熱量測定專用室，室內(nèi)不得進行其它試驗工作； （2）室內(nèi)應配備窗簾，避免陽光直射； （3）每次測定溫度變化不超過1℃為宜；冬夏室溫差以不超過15~30℃為宜。因此，有條件者應配制空調(diào)設備； （4）測定發(fā)熱量時，室內(nèi)應避免強力通風及熱源輻射，總之，為了減少環(huán)境條件對發(fā)熱量測定結(jié)果的影響，發(fā)熱量測定室應盡可能地保持室溫的相對恒定。在室溫尚未恒定的時候不得進行發(fā)熱量的測定。 12.影響煤發(fā)熱量的各項指標和作用的因素有哪些？ 從成分上說： 灰分：灰分含量會使火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?，著火時間推遲，燃燒不穩(wěn)定，爐溫下降。 揮發(fā)分：是判明煤炭著火特性的首要指標。揮發(fā)分含量越高，著火越容易。根據(jù)鍋爐設計要求，供煤揮發(fā)分的值變化不宜太大，否則會影響鍋爐的正常運行。如原 設計燃用低揮發(fā)分的煤而改燒高揮發(fā)分的煤后，因火焰中心逼近噴燃器出口，可能因燒壞噴燃器而停爐；若原設計燃用高揮發(fā)分的煤種而改燒低揮發(fā)分的煤，則會因 著火過遲使燃燒不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤時要盡量按原設計的揮發(fā)分煤種或相近的煤種供應。 13.燃料發(fā)熱量的大小取決于什么？ 答：發(fā)熱量的大小取決于燃料中碳、氫、硫元素含量的多少。 14.何謂標準煤？ 答：收到基低位發(fā)熱量為29309kJ/kg的煤稱為標準煤。標準煤實際是不存在的，只是人為規(guī)定的。提出“標準煤”的主要目的是把不同的燃料劃歸統(tǒng)一的標準，便于分析、比較熱力設備的經(jīng)濟性。 15.何謂燃料？ 答：燃料是指用來燃燒以取得熱量的物質(zhì)。 16.燃料按其物理形態(tài)可分為哪幾種？ 答：燃料按其物理形態(tài)可分為固體燃燒（煤、木柴、頁巖等）、液體燃料（石油等）和氣體燃料（天然氣、煤氣等）。 17.煤的發(fā)熱量分級 煤炭發(fā)熱量分級:
注：煤田地質(zhì)勘探系統(tǒng)在按發(fā)熱量分級時，可采用全水分（ Mt ）進行計算。 發(fā)熱量（ Qnet,ar ）等級劃分:
18.煤炭產(chǎn)品的類別、品種和技術要求
注： (1) 取篩上物累計產(chǎn)率接近、但不大于 5% 的那個篩孔尺寸，作為粒度。 (2) 如用戶需要，須采取有效的環(huán)保措施，不違反環(huán)保法規(guī)的情況下供需雙方協(xié)商解決。 (3) 當發(fā)熱量數(shù)據(jù)和灰分數(shù)據(jù)不能同時達到規(guī)定時，以灰分為準。 19.煤的彈筒發(fā)熱量、高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量之間有什么區(qū)別 煤的彈筒發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤樣在熱量計的彈筒中經(jīng)過量的高壓氧氣燃燒后產(chǎn)生的熱量。在這種條件下燃燒時，煤中原有的水和氫元素燃燒后生成的水冷凝在彈筒中。而氮在空氣中燃燒時仍以游離態(tài)逸出，不產(chǎn)生熱量，但在彈筒中燃燒時卻成為二氧化氮或者五氧化二氮的高價氧化物，這些氮化物溶解于彈筒內(nèi)的水后生成硝酸而產(chǎn)生熱量。煤中的可燃硫化合物在空氣中燃燒時只聲場二氧化硫氣體，但在彈筒中燃燒時卻氧化成三氧化硫，它溶于彈筒內(nèi)的水后成為硝酸而產(chǎn)生為硫酸。從二氧化硫氧化成三氧化硫，以及硫酸溶于水生成硫酸水化物等都是放熱反應。這就清楚地表明，煤在彈筒中燃燒時產(chǎn)生的熱量要比空氣中燃燒時產(chǎn)生的熱量多。因此，在實用上常常以彈筒發(fā)熱量中減去硝酸和硫酸的生成熱后的熱值，成為“高位發(fā)熱量”。 21.煤的水分、煤的灰分、煤的揮發(fā)分和煤的發(fā)熱量對燃燒性能的影響 人們通常把開發(fā)煤炭資源的企業(yè)稱作煤礦，把開采出來的煤礦產(chǎn)品稱為煤炭。我國古代曾稱煤炭為石涅，或稱石炭。它是植物遺體埋藏在地下經(jīng)過漫長復雜的生物化學、地球化學和物理化學作用轉(zhuǎn)化而成的一種固體可燃礦產(chǎn)。它不僅是工農(nóng)業(yè)和人民生活不可缺少的主要燃料，而且還是冶金、化工、醫(yī)藥等部門的原料。 發(fā)熱量相關鏈接：GB/T213 煤的發(fā)熱量測定方法 |
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