動力用商品煤的發(fā)熱量
一、煤的發(fā)熱量測定
（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)量的煤樣在熱量計的彈筒（氫彈）中在過量的高壓氧氣（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氣）在空氣中燃燒時一般都呈氣態(tài)氮逸出，而在彈筒中燃燒時卻能生成N2O5，或NO2等高價的氮氧化合物，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)時放熱反應(yīng)。此外，煤中的可燃硫在空氣中燃燒時只生成二氧化硫氣體，而在彈筒中燃燒時卻氧化成三氧化硫，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)鍋爐中等燃燒時實際產(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的發(fā)熱量，即煤的高位發(fā)熱量。在我國“煤的發(fā)熱量測定方法”國家標(biāo)準(zhǔn)（GB213-1996）中規(guī)定，煤的發(fā)熱量報出結(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)熱量實質(zhì)上只是測定煤發(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)熱量的簡單定義：單位質(zhì)量的煤在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，其終態(tài)產(chǎn)物為25oC下的二氧化碳、過量氧氣、氮氣、硫酸、硝酸、液態(tài)水以及固態(tài)灰時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定的，故有時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，氮則生成游離狀態(tài)氮，其水呈蒸汽狀態(tài)冷凝（25oC）。煤在工業(yè)鍋爐中燃燒時，其水呈水蒸汽狀態(tài)逸出。由于液態(tài)水變成水蒸汽時需要吸收熱量（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）下測定的，因此嚴(yán)格地說應(yīng)叫恒容彈筒發(fā)熱量。在空氣中大氣條件下燃燒時測得得高位發(fā)熱量實際上是在恒壓（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)熱量之間有一個微小的差別，這是由于假定煤在恒壓狀態(tài)下燃燒時，煤中的氫元素和氧生成了幾乎不占體積液態(tài)水（燃燒時生成的液態(tài)水的體積對氣體來說可忽略不計），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所需氧的體積減去煤中原來呈氣體狀態(tài)部分的氧。
二、動力用商品煤的發(fā)熱量分布
收到基低位發(fā)熱量（Qnet,ar）的高低是評價動力用煤質(zhì)量的主要參數(shù)之一，無論是動力用煤的計價，或是電站煤粉鍋爐和工業(yè)鍋爐及窯爐的設(shè)計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)。長期實踐表明，干燥無礦物質(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、長焰煤和不粘煤。
