動(dòng)力用商品煤的發(fā)熱量
一、煤的發(fā)熱量測(cè)定
（一）煤炭發(fā)熱量涵義
1．煤的彈筒發(fā)熱量
煤的彈筒發(fā)熱量也稱為煤的氫彈發(fā)熱量。它的涵義是單位質(zhì)量的煤樣在熱量計(jì)的彈筒（氫彈）中在過(guò)量的高壓氧氣（約2.8-3.0MPa）中燃燒后產(chǎn)生的熱量（燃燒產(chǎn)物的*終溫度規(guī)定為25OC，水成液體狀態(tài)）。由于煤樣是在高壓氧氣的條件下燃燒的，因此它產(chǎn)生了在空氣中燃燒時(shí)不能進(jìn)行的熱化學(xué)反應(yīng)。例如煤中的氮（以及充入氧氣前載氮筒空氣中含有的氮?dú)猓┰诳諝庵腥紵龝r(shí)一般都呈氣態(tài)氮逸出，而在彈筒中燃燒時(shí)卻能生成N2O5，或NO2等高價(jià)的氮氧化合物，這些物質(zhì)溶于彈筒中的水后即變成硝酸，這一化學(xué)反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)。此外，煤中的可燃硫在空氣中燃燒時(shí)只生成二氧化硫氣體，而在彈筒中燃燒時(shí)卻氧化成三氧化硫，它溶于彈筒的水中就成為硫酸。SO2氧化成SO3以及H2SO4溶于水生成硫酸水合物等也都是放熱反應(yīng)。所以，煤的彈筒發(fā)熱量要高于煤在空氣中、在工業(yè)鍋爐中等燃燒時(shí)實(shí)際產(chǎn)生的熱量，且煤中的硫含量越高或煤的發(fā)熱量越高，其高出的熱量也越多。為此，在實(shí)用中，必須把彈筒發(fā)熱量折算成符合于煤在空氣中燃燒時(shí)的發(fā)熱量，即煤的高位發(fā)熱量。在我國(guó)“煤的發(fā)熱量測(cè)定方法”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB213-1996）中規(guī)定，煤的發(fā)熱量報(bào)出結(jié)果必須采用分析煤樣的高位發(fā)熱量。從上述可以看出，煤的彈筒發(fā)熱量實(shí)質(zhì)上只是測(cè)定煤發(fā)熱量的中間數(shù)據(jù)，所以還有人常把彈筒發(fā)熱量叫做*高發(fā)熱量。
彈筒發(fā)熱量的簡(jiǎn)單定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的煤在充有過(guò)量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，其終態(tài)產(chǎn)物為25oC下的二氧化碳、過(guò)量氧氣、氮?dú)狻⒘蛩帷⑾跛帷⒁簯B(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量稱為彈筒發(fā)熱量。
2．煤的高位發(fā)熱量
煤的高位發(fā)熱量是在彈筒的一定容積下測(cè)定的，故有時(shí)也叫煤的恒容高位發(fā)熱量。它是指煤在空氣中在大氣壓條件下燃燒后產(chǎn)生的熱量。在這種條件下，煤中的可燃硫只生成二氧化硫，氮?jiǎng)t生成游離狀態(tài)氮，其水呈蒸汽狀態(tài)冷凝（25oC）。煤在工業(yè)鍋爐中燃燒時(shí)，其水呈水蒸汽狀態(tài)逸出。由于液態(tài)水變成水蒸汽時(shí)需要吸收熱量（稱為汽化熱），故在高位發(fā)熱量中減去水的汽化熱后即為煤的低位發(fā)熱量。而媒的高位發(fā)熱量實(shí)際上是由煤的彈筒發(fā)熱量減去硫酸及硝酸的生成熱后得到的。在這里需要指出，煤的彈筒發(fā)熱量是在彈筒的容積（恒定容積）下測(cè)定的，因此嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)叫恒容彈筒發(fā)熱量。在空氣中大氣條件下燃燒時(shí)測(cè)得得高位發(fā)熱量實(shí)際上是在恒壓（大氣壓）條件下獲得的，應(yīng)稱為恒壓高位發(fā)熱量。在恒容高位發(fā)熱量和恒壓高位發(fā)熱量之間有一個(gè)微小的差別，這是由于假定煤在恒壓狀態(tài)下燃燒時(shí)，煤中的氫元素和氧生成了幾乎不占體積液態(tài)水（燃燒時(shí)生成的液態(tài)水的體積對(duì)氣體來(lái)說(shuō)可忽略不計(jì)），使恒壓系統(tǒng)的氣體體積有所收縮，其收縮部分的體積等于煤中氫元素在燃燒時(shí)所需氧的體積減去煤中原來(lái)呈氣體狀態(tài)部分的氧。
二、動(dòng)力用商品煤的發(fā)熱量分布
收到基低位發(fā)熱量（Qnet,ar）的高低是評(píng)價(jià)動(dòng)力用煤質(zhì)量的主要參數(shù)之一，無(wú)論是動(dòng)力用煤的計(jì)價(jià)，或是電站煤粉鍋爐和工業(yè)鍋爐及窯爐的設(shè)計(jì)制造等都需要煤的發(fā)熱量（Qnet,ar）數(shù)據(jù)。煤的發(fā)熱量高低除與灰分和水分的大小有關(guān)以外，還與煤的變質(zhì)程度有關(guān)。長(zhǎng)期實(shí)踐表明，干燥無(wú)礦物質(zhì)煤（即純煤）的發(fā)熱量以中等變質(zhì)的焦煤及揮發(fā)分較低的肥煤*高，但一般都不超過(guò)37.2MJ/kg(8900kcal/kg)；褐煤因煤化程度*低，不可燃的含氧量*高，其純煤發(fā)熱量（Qgr,dmmf）也*低；到高變質(zhì)的貧煤和無(wú)煙煤階段，盡管含碳量Cdar都在90%以上，但熱值相當(dāng)于碳元素3.5倍的氫含量明顯降低，故純煤熱值又比焦煤、肥煤和瘦煤有所降低，但仍高于低階的褐煤、長(zhǎng)焰煤和不粘煤。
