发热量计算

（2）煤的各种发热量名称的含义
a.煤的弹筒发热量（Qb）
煤的弹筒发热量，是单位质量的煤样在热量计的弹筒内，在过量高压氧（25～35个大气压左右）中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为25C）。

由于煤样是在高压氧气的弹筒里燃烧的，因此发生了煤在空气中燃烧时不能进行的热化学反应。

如：
煤中氮以及充氧气前弹筒内空气中的氮，在空气中燃烧时，一般呈气态氮逸出，而在弹筒中燃烧时却生成N2O5或NO2等氮氧化合物。

这些氮氧化合物溶于弹筒税种生成硝酸，这一化学反应是放热反应。

另外，煤中可燃硫在空气中燃烧时生成SO2气体逸出，而在弹筒中燃烧时却氧化成SO3，SO3溶于弹筒水中生成硫酸。

SO
2、SO3,以及H2SO4溶于水生成硫酸水化物都是放热反应。

所以，煤的弹筒发热量要高于煤在空气中、工业锅炉中燃烧是实际产生的热量。

为此，实际中要把弹筒发热量折算成符合煤在空气中燃烧的发热量。

b.煤的高位发热量（Qgr）
煤的高位发热量，即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。

实际上是由实验室中测得的煤的弹筒发热量减去硫酸和硝酸生成热后得到的热量。

应该指出的是，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，所以又叫恒容弹筒发热量。

由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。

而煤在空气中大气压下燃烧的条件湿恒压的（大气压不变），其高位发热量湿恒压高位发热量。

恒容高位发热量和恒压高位发热量两者之间是有差别的。

一般恒容高位发热量比恒压高位发热量低8.4～20.9J/g,实际中当要求精度不高时，一般不予校正。

煤的低位发热量，是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量，扣除煤中水分（煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水，以及煤中的游离水和化合水）的汽化热（蒸发热），剩下的实际可以使用的热量。

同样，实际上由恒容高位发热量算出的低位发热量，也叫恒容低位发热量，它与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位热量之间也有较小的差别。

d.煤的恒湿无灰基高位发热量（Qmaf）
恒湿，是指温度30C，相对湿度96%时，测得的煤样的水分（或叫最高内在水分）。

煤的恒湿无灰基高位发热量，实际中是不存在的，是指煤在恒湿条件下测得的恒容高位发热量，除去灰分影响后算出来的发热量。

恒湿无灰基高位发热量是低煤化度煤分类的一个指标。

（3）煤的弹筒发热量的测试要点见GB213-87。

（4）煤的高位发热量计算
煤的高位发热量计算公式为：
Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad
式中：
Qgr,ad——分析煤样的高位发热量，J/g;
Qb,ad——分析煤样的弹筒发热量，J/g;
Sb,ad——由弹筒洗液测得的煤的硫含量，%；
95——煤中每1%（0.01g)硫的校正值，J/g;
a——硝酸校正系数。

Qb,ad≤16700J/g,a=0.001
16700J/g<Qb,ad<25100J/g,a=0.0012
Qb,ad>25100J/g ,a=0.0016
当Qb,ad〉16700J/g，
或者12500J/g<Qb,ad<16700J/g，同时，Sb，ad≤2%时，可用St,ad代替Sb,ad。

（5）煤的低位发热量的计算
式中：
Qgr,ad——分析煤样的高位发热量，J/g；
Had——分析煤样氢含量，%；
Mad——分析煤样水分，%。

（6）煤的各种基准发热量及其换算
a.煤的各种基准得发热量
如上所述，煤的发热量有弹筒发热量、高位发热量和低位发热量，每一种发热量又有4种基准，所以煤的不同基准的各种发热量有3×4=12种表示方法，即：
弹筒发热量4种表示方式：
Qb,ad——分析基弹筒发热量；
Qb,d——干燥基弹筒发热量；
Qb,ar——收到基弹筒发热量；
Qb,daf——干燥无灰基弹筒发热量。

高位发热量4种表示形式：
Qgr,ad——分析基高位发热量；
Qgr,d——干燥基高位发热量；
Qgr,ar——收到基高位发热量；
Qgr,daf——干燥无灰基高位发热量。

低位发热量4种表示形式：
b.煤的各种基准的发热量间的换算
煤的各种基准的发热量间的换算公式和煤质分析中各基准的换算公式相似。

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——分析煤样中碳酸盐矿物质中CO2的含量（%），当CO2含≤2%时，此项可略去不计
Qgr，maf=Qgr,ad×（100-M）/(100-Mad-Aad-Aad×M/100)式中：
Qgr，maf——恒温无灰基高位发热量；
M——恒湿条件下测得的水分含量，%。

以收到状态单位质量的煤燃烧后产生的热量。

收到基As received basis 已收到状态的煤为基准
应用基ar
空气干燥基Air dried basis 与空气湿度达到平衡状态的煤为基准ad
分析基
干燥基Dry basis 以假想无水状态的煤为基准d 干基
1、恒容低位发热量
Mt——煤的收基全水分或水煤浆的水分（Mcwm）（按GB/T211测定）的质量分数，%；
Mad—煤（或水煤浆干燥试样）的空气干燥基水分（按GB/T212测定）的质量分数，%；
Had——煤（或水煤浆干燥试样）的空气干燥基氢的质量分数（按GB/T476测定），%；
206——对应于空气干燥煤样（或水煤浆干燥试样）中每1%氢的气化热校正值（恒容），单位为焦耳每克（J/g）；
23——对应于收到基煤或水煤浆中每1%水分的气化热校正值（恒容），单位为焦耳每克（J/g）。

如果称取的是水煤浆试样，其恒容低位发热量按下式计算：
式中：
Qgr,v,cwm——水煤浆的恒容高位发热量，单位为焦耳第克（J/g）;
Hcwm——水煤浆氢的质量分数，%；
Mcwm——水煤浆水分的质量分数，%
其余符号意义同前。

2、高位发热量基的换算
煤的各种不同基的高位发热量按下式换算：
Qgr,ar＝Qgr,ad×
Qgr,d＝Qgr,ad×
Qgr,daf＝Qgr,ad×
式中：
Qgr——高位发热量，单位为焦耳每克（J/g）；
Aad——空气干燥基煤样灰分的质量分数，%
Ar,ad,d,daf——分别代表收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。

其余符号意义同前。

3、低位发热量基的换算
煤的各种不同水分基的恒容低位发热量按下式换算：
式中：
干燥基时M＝0；空气干燥基时M＝Mad；收到基时，M＝Mt
其余符号意义同前。

煤的水分：
煤中的水分有外在水分、内在水分、化合水。

外在水分是由开采、运输和储存过程中机械作用附着在煤粒表面或大毛细孔中的水，在空气中这类水分会不断蒸发。

内在水分是吸附或凝聚在煤粒内部细毛细孔中的水，它的含量与煤化程度有关，在室温条件下不易除去。

化合水又叫结晶
水,它是与煤中无机化合物结合的水，如硫酸钙（CaSO4〃2H20）、高岭土(Al2O3〃2SiO2〃2H20)等。

它们通常要在200℃以上才能分解析出。

全水分（Mt），是煤中所有内在水分和外在水分的总和，也常用Mar表示。

通常规定在8%以下。

（收到基水分）空气干燥基水分（Mad），是指煤在空气干燥状态下所含的水分。

也可以认为是内在水分。

（分析基水分）收到基（MAR）：
以实际收到的煤为基准（含水分、灰分），
又称应用基。

分析基(MAD)：
以空气干燥状态的煤为基准，表示煤中各成分的百分数的方法。