煤發熱量是指單位質量（千克或克）的煤，完全燃燒後所放出的全部熱量，以兆焦/千克表示。
基本介紹
- 中文名：煤發熱量
- 外文名：calorific value of coal
- 學科：煤地質學
- 單位：MJ/kg
- 影響因素：煤中水分、灰分和煤化程度
- 意義：評價煤質
介紹,測定方法,影響因素,參考意義,
介紹
單位質量的煤完全燃燒時所釋放的熱量。法定計量單位是MJ/kg或J/g。以往為kcal/kg或cal/g，英制為Btu/lb。這幾種計量單位間關係是： 20℃時，lcal/g=4.1816J/g; 15℃時，lcal/g=4.1855J/g，1Btu/lb=2.326J/g。
中國測定煤的發熱量，大部分的實驗室都採用環境恆溫式氧彈熱量計直接進行，稱為彈筒發熱量，以乾燥基或乾燥無灰基表示，符號分別為Qb,ad或Qb,daf。測定彈筒發熱量的方法是將1克空氣乾燥煤樣放在彈筒內，往氧彈中緩緩充入氧氣，直到壓力為2.8～3.0兆帕。充氧時間不得小於15秒，往內筒中加入足夠的蒸餾水，通電點火使煤樣在彈筒內完全燃燒，彈筒周圍的水溫隨之升高，根據水溫的變化計算空氣乾燥煤樣的彈筒發熱量（Qb,ad）。煤的發熱量除直接測定外，還可以根據工業分析或元素分析數據計算而得。煤的發熱量是煤質研究和評價工作中的一項重要指標，是鑑定煤質、計算熱平衡、耗煤量、熱效應以及改進燃煤方法，提高熱能利用的依據。同時也是煤分類的一個重要指標，尤其對研究煤化程度低的煤更為重要。煙煤的粘結性和結焦性亦可根據發熱量進行初步的推斷。根據低位發熱量（Qnet,ar，兆焦/千克）可分為：低熱值煤（LQ）8.50～12.50；中低熱值煤（MLQ）12.51～17.00；中熱值煤（MQ）17.01～21.00；中高熱值煤（MHQ）21.01～24.00；高熱值煤（HQ）24.01～27.00；特高熱值煤（SHQ）大於27.00。
測定方法
煤的發熱量通常用彈筒熱量計測定。方法是取一定質量煤樣放入彈筒熱量計中，向彈筒內充入過量氧(氧壓為2.5～3.0MPa)，彈筒置於盛有一定量水的內筒中，通電點火使煤樣燃燒，放出熱量被量熱系統吸收，測量量熱系統溫升，計算煤的發熱量。
根據燃燒條件和燃燒產物及狀態的不同，煤發熱量分彈筒發熱量、高位發熱量和低位發熱量。高位和低位發熱量又有恆容和恆壓之分。
彈筒發熱量Qb又稱氧彈發熱量。指煤在規定條件下，在彈筒熱量計中測得的熱值。煤在彈筒內燃燒產物為氣態二氧化碳、過剩的氧、二氧化碳飽和的液態水、硫酸、硝酸和固態灰。它與煤在空氣中燃燒時產生的熱值與產物有所區別。後者氮呈游離氮析出，硫呈SO2逸出，基本不影響煤發熱量。液態水變成水蒸汽吸收熱量。但在彈筒內燃燒，氮變成硝酸、硫變成硫酸放出熱量，水在彈筒內保持液態。所以煤彈筒發熱量略大於在大氣中燃燒放出的熱量。
高位發熱量Qgr煤的彈筒發熱量減去硫酸生成熱與二氧化硫生成熱之差及硝酸生成熱後的熱量。
低位發熱量Qnet指高位發熱量減去煤燃燒後全部水的蒸發潛熱後的熱量。其值基本上為煤在空氣中燃燒時可利用的熱量，作為評價燃料用煤的質量指標。
恆溫無灰基高位發熱量指以假想含最高內在水分、無灰狀態的煤為基準計算所得的高位發熱量。
恆容發熱量指煤在恆定容積下燃燒時的熱值。
恆壓發熱量指煤在恆定壓力 (通常為一個大氣壓) 下燃燒時的熱值。
影響因素
煤發熱量主要受煤中水分、灰分和煤化程度的影響、煤化程度相同的煤中，殼質組發熱量最高、鏡質組次之、惰質組最低。
煤的收到基低位發熱量Qnet，ar受煤的水分Mt、灰分Aar和煤化度等多種因素的影響。煤的空氣乾燥基高位發熱量Qgr，ad常隨內在水分和灰分的增高而降低;乾燥基高位發熱量Qgr，d隨灰分的增高而降低;乾燥無灰基高位發熱量Qgr，daf主要隨煤化度的不同而變化，以中等變質階段的煙煤如焦煤類的發熱量Qgr，daf最高，褐煤的發熱量最低，長焰煤、氣煤和肥煤類的發熱量則依次比褐煤的增高，以焦煤向瘦煤、貧煤和無煙煤過渡時，發熱量又逐漸降低，到超無煙煤(01號無煙煤)的發熱量降至最低，但仍高於褐煤和長焰煤的發熱量Qgr，daf。此外，煤的內在灰分也會影響煤的乾燥無灰基高位發熱量，即對同一煤層的煤，內在灰分越高，其發熱量Qgr，daf也越低。乾燥無礦物質基高位發熱量Qgr，dmmf曾稱純煤發熱量或煤有機質發熱量，它理論上不受煤的灰分和水分的影響，只受煤化度的影響。
參考意義
煤的發熱量是評價煤質的重要指標，由於發熱量與煤化程度密切相關，常作煤炭分類的一個重要指標(ISO、ASTM、GB等煤分類標準均採用)。對動力用煤，發熱量是最重要的質量指標和計價指標，各種燃煤裝置(如鍋爐、工業爐窯等)的耗煤量、熱平衡、熱效率等工藝參數都需根據煤的發熱量進行計算，各種燃煤爐窯的設計和技術改造及燃燒條件的最佳化也必須以燃料煤的發熱量為依據。國際上常用的燃料統一計量單位——標準煤(又稱煤當量)也是以發熱量定義的，即凡能產生29.27MJ低位發熱量的任何燃料 (能源)均可折合為1kg標準煤。煤田地質勘探中，根據發熱量Qgr，daf的變化規律判斷煤的氧化風化程度並以此作為確定氧化、風化帶的劃界參數。
