浅谈煤炭发热量的测定

浅谈煤炭发热量的测定
摘要：目前煤炭仍是燃料的一个重要组成部分，即使在大量使用石油的国家煤炭也占有相当重要的地位。

煤的发热量是了解煤质特性的一项重要指标，也是对煤进行评价的基本标准。

根据煤质工业分析测定的各项数据，对其进行合理开发及利用具有可靠的指导作用。

关键词：煤发热量意义
煤炭的一系列质量检查和鉴定，都必须对其进行煤质分析化验工作。

除做燃料外，煤炭还是珍贵的冶金和化工原料，从用煤的角度考虑，则需确切了解煤炭的质量和工艺性能。

煤做燃料时，首先要知道煤的发热量，煤炭的发热量是对煤质好坏的直接判定标准。

其次，还要了解煤在燃烧过程中灰渣的情况，判断其燃烧能是否正常进行，以及其他基本性质的分析，并对煤质进行综合评价、合理利用。

目前，煤炭仍是中国主要能源和重要的化工原理，如造气后可供合成化肥、人造石油等很多化工产品的原料。

煤炭企业在国民经济中和社会发展中占有相当重要的地位。

发热量的定义：
1、煤的弹筒发热量（Qb）
煤的弹筒发热量是指单位质量的煤样在热量计的弹筒内，在过量高压氧中燃烧后产生的热量。

由于煤样是在高压氧气的弹筒里燃烧，因此，煤样在空气中燃烧不能进行热化学反应，所以煤的弹筒发热量要高于煤在空气中、工业锅炉中燃烧时产生的热量。

为此，在实践中应把弹筒发热量折算成符合煤在空气中燃烧的发热量。

2、煤的高位发热量（Qgr）
煤的高位发热量，指煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量，由实验室中测得的煤的弹筒发热量去掉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，而煤在空气中大气压
下燃烧的条件是恒压（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之间是有一定差别的，一般恒容高位发热量比恒压高
位发热量低8.4—20.9 J/g，实践中要求精度不高时可不予校正。

3、煤的低位发热量（Qnet）
煤的低位发热量是指煤炭在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量，去掉煤
中水分的气化热，剩下的实际可以使用的热量。

由恒容高位发热量算出的低位发
热量，也称恒容低位发热量，与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位发热量
之间也存在较小的差别。

4、煤的恒容无灰基高位发热量（Qmaf）
恒湿指温度30℃，相对湿度96%时测得的煤样的水分（也叫最高内在水分），煤的恒湿无灰基高位发热量，现实中是不存在的，是指煤在恒湿条件下测得的恒
容高位发热量，去掉灰分影响后算出的发热量。

发热量的测定：所谓煤的发热量是指每单位质量的煤在完全燃烧时所产生的
热量。

发热量的单位为焦/克（J/g）或兆焦/千克（MJ/kg）。

发热量测定是煤质
分析的重要项目，不仅是衡量煤质的重要指标，也是煤炭价格确定的计价指
标。

热量计的工作原理概括如下：将一定量的试样在热量计内充分燃烧，燃烧所
释放的热量使得热量计内的水温升高，利用水温升高的多少来推算发热量的高低。

其工作过程包括两部分：首先，用已知热值的标准物质（苯甲酸）进行燃烧试验，得到该热量计的热容量；其次，进行试样的燃烧试验，利用标定好的热容量和观
测到的温升计算试样的发热量。

发热量测定方法提要：称取一定量的煤样置于铁制燃烧皿中，氧弹内加入
10ml蒸馏水，量热仪将自动测出煤炭热值。

测定步骤
称取粒度小于0.2mm的空气干燥基煤样（0.9—1.1）g，将坩埚装入氧弹坩埚架上，氧弹中加入10ml蒸馏水，小心拧紧氧弹盖。

注意避免坩埚和点火丝的位置因受振而改变，往氧弹中缓缓充入氧气（2.8～3.0）MPa，充氧时间不得少于15s，将氧弹装入氧弹挂钩上，进行测试。

影响煤炭发热量准确度的因素及注意事项：
煤的发热量是煤质分析及煤化程度的重要指标，在使用量热仪测定发热量的过程中往往会出现一些导致测定结果不准确或使检验失效的现象，应及时查找影响发热量测定准确性的因素，采取措施并及时处理。

1、测定室选择布置的影响
测发热量必须是独立的房间，不能和其他试验项目共用一个房间；房间门窗要关闭，室内无强烈空气对流，也不能有强烈的热源、冷源以及风扇；室温要保持恒定，保证每次实验前后室温变化不超过1℃，并保持在（15-30）℃之间；试验室不能受阳光直射，窗帘要用反光窗帘。

2、热容量标定的影响
热容量是量热仪及为重要的参数，其标定的正确与否将直接影响测定结果的准确性。

须严格执行GB/T213中规定的方法标定热容量，苯甲酸的测定值与标准值之差未超过50 J/g时，该热容量是有效的，热容量的标定一般每3个月进行1次，标定热容量和测定发热量时，内同水温5℃以上，或用苯甲酸检查测定值与标准热值之差超过50J/g，非人为或外界因素造成时，必须重新标定热容量。

3、氧气：试验用氧气至少99.5%纯度，不含可燃成分，不能使用电解氧。

氧气瓶压力不能低于4MPa，但是氧弹充氧压力也不能太高，保持在（2.8—3.0）MPa之间，最高不能超过3.2MPa，否则要泄掉压力重新充氧。

充氧所用的压力表要每2年由计量部门检定一次，保证指示正确和操作安全。

压力表和氧气导管等连接部件禁止接触油脂。

4、煤样燃烧不完全的影响
测定完发热量后，常发现燃烧皿内有未燃尽的煤样，从而导致测定值比正常值偏低，除煤质本身原因外，点火丝埋人煤粉较深、氧弹充氧时间不足、氧气压力不够、氧弹气密性不好等都会导致煤样燃烧不完全。

结束语
目前的热量计都已经是高度自动化，试验过程都是电脑控制自动完成的，作为化验员，只要操作时严格按照以上几点要求，控制好试验条件，同时做好压力容器的定期校验，就能保证化验工作的顺利安全进行。

准确的热值测定结果，不仅关系到煤质验收，影响电厂的经济成本，还对锅炉的配煤掺烧，燃烧调整提供参考，从而保证锅炉的经济运行。