煤的发热量的测定原理是什么？怎么看？

煤的低热量称作煤的灰分，是指单位品质的煤完全燃烧后所释放出的热能；用kJ/g或 #

MJ／kg表示。低热量是煤最重要的品质指标、是煤作为能源的使用价值高低的彰显。按照煤的低热量可以估算机组的糖分平衡、耗煤量、热效率，还可以计算机组燃烧时的理论空气量、烟气量以及理论燃烧气温等，是机组设计的重要根据。煤的低热量对研究煤质和煤的分类还有重要意义。

一．煤的低热量的测量原理 #

通常选用氧弹法测量煤的低热量，其基本原理是：称取Ig左右细度大于0.2mm的空气烘干煤样置入氧弹的燃烧皿中；向氧弹充人二氧化碳，使氧弹中氧的初压力为2.6-3.0MPa，于是将核弹放人充有定量水的内桶中，运用电压将煤样引爆。煤样燃烧后形成的糖分通过氧弹传给内桶中的水，使水的盐度下降。依据内桶水的温升和氧弹系统的热当量（温度下降1℃，系统所须要的糖分）可以估算出煤在氧弹中燃烧后释放出的糖分，此即弹筒咽痛量。用Qb,ad表示。对控温式糖分计，在实际测量时还需耍对内外桶之间的热交换进行校准，绝热式糖分计则不须要校准。 #

二、煤在氧弹中燃烧与在大气中燃烧的差别

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煤在氧弹中燃烧时，氧弹中的氛围是高压氧气。在这一特殊条件下，煤的燃烧反应与大气细则下的燃烧有较大的差别。 #

（1）氮（包括氧弹中原有少量空气中的氮）在高压氧条件下，部份氮生成了高价氮氧化物，这种高价氮氧化物与水作用生成乙酸。这一过程是吸热的而煤在大气中燃烧时并不生成高价氮氧化物，更不会在机组内生成乙酸而吸热。虽然，煤在氧弹中燃烧时放出较差的糖分。 #

（2）煤中的易燃硫（有机硫和硫锰矿硫）在氧弹中燃烧时。因为高压氧的存在，生成的SO2；又转换为SO3，并与水作用生成了H2SO4,H2SO4溶于水产生稀盐酸。这一过程只是吸热的。煤在大气中燃烧时绝大部份的易燃硫以SO2方式放出。虽然，因为煤中硫的存在。使煤在氧弹中燃烧释放出的糖分小于煤在大气中燃烧释放的糖分。

（3）煤中的吸附水以及煤中的氢燃烧后生成的水的方式在氧弹中均以液体水的方式存在，而煤在大气中燃烧时水是以蒸气的方式排放入大气中的。由蒸气变为液态的水要释放出大量的热。可见，因为水的存在型态不同，并且煤在氧弹中燃烧后释放出的糖分小于在大气中燃烧所释放出的热量。 #

（4）煤在氧弹中燃烧是恒容燃烧，在大气中燃烧是恒压燃烧。在恒压条件下燃烧时因二氧化碳容积减小需向环境做功，进而使释放的糖分降低。在氧弹中燃烧时则不存在向环境做功的问题，释放的糖分就大。煤在恒压和恒容条件下燃烧释放的糖分差异不大，通常不作校准，直接使用恒容条件下测得的结果。 #

三、弹筒低热量的校准 #

从后面的剖析可知，由弹筒测得的弹咽痛量与煤在实际条件下燃烧释放的糖分有较大的差异，为了得到接近实际的低热量值，需对弹筒低热量进行校准。如无非常说明，低热量均是指恒容低热量。 #

（一）对N、S特殊热效应的校准——恒容低位低热量 #

从弹筒低热量中扣掉稀盐酸和稀硫酸生成热。称为恒容低位低热量，简称低位低热量；用符号Qgr，v，ad表示；估算公式如下；

Qgr，v，ad=Qb，ad-（95Sb，ad+a.Qb，ad）

式中Qgr，v，ad——空气烘干基的恒容低位低热量，J／g；

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Qb，ad——空气烘干基的弹筒低热量，J／g； #

Sb，ad——由弹筒喷剂测得的硫含最，％，满足下述条件之一时。即可用全硫取代：

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Qb，ad＞14.6kJ／g或St，ad＜4％ #

a——硝酸生成热校准系数。实验证明，a与Qb，ad有关，取值如下:

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Qb，ad≤167kJ／g时,a=00010

167kJ／g＜Qb，ad≤25.10kJ／g时，a=0.0012

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Qb，ad＞25.10kJ／g时a=00016 #

（二）对水不同状态热效应的校准——恒容高位低热量

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从恒容低位低热量中扣掉水（煤中的吸附水和氢燃烧生成的水）的熔化热，称为恒容高位低热量。简称高位低热量，用符号Qnet，v，ad表示估算公式如下： #

Qnet，v高发热量低发热量的区别，ad=Qgr，v，ad--23Mad #

式中Qnet，v，ad——空气烘干基的恒容高位低热量，J／g

Qgr，v，ad——空气烘干基的恒客低位低热量，J／g；

Had—一煤样的空气烘干基氢浓度，％；

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Mad——煤样的空气烘干基水份，％； #

206——0.01g氢生成的水的熔化热，J；

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23—一0.01g吸附水的熔化热，J； #

（三）恒湿无灰基低位低热量 #

恒湿无灰基是指煤样富含最高内在水份但不含产率的一种假想状态，这时煤样中只富含易燃质和最高内在水份。煤的恒湿无灰基低位低热量不能直接测量，需用空气烘干基的低位低热量进行换算；公式如下； #

Qgr，maf=Qgr，v，ad. #

式中Qgr，maf——恒湿无灰基低位低热量，KJ/g；

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Qgr，v，ad——空气烘干基的恒客低位低热量，kJ／g； #

Mad——煤样的空气烘干基水份，％； #

Aad——煤样的空气烘干基产率，％；

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MHC—一煤样的最高内在水份，％。 #

四、发热量的基准换算

但是测量煤的低热量时选用空气烘干煤样；结果也用空气烘干基表示，但对于不同的应用目的，低热量还要用恰当的基准表示、加烘干基、干燥无灰基和收到基等，这种基准的数值不能直接得到，需由空气烘干基的数据进行换算而至。 #

（一）弹筒低热量和低位低热量的基准换算公式 #

Qgr，v，ad=Qgr，v，ad（8-4） #

Qgr，v，daf=Qgr，v，ad（8-5）

Qgr，v高发热量低发热量的区别，ad=Qgr，v，ad（8-6） #

对于弹简低热量的基准换算．与式（8－4）、（8一5）和（8-6）基本相似；也是将式中的低位低热量符号换为相应基准的弹筒低热量可。 #

（二）高位低热量的基准换算公式 #

Qnet，v，ad=（Qgr，v，ad-）（8-7）

=Qgr，v，ad--23Mt

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Qnet，v，ad=（Qgr，v，ad-）（8-8）

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=Qgr，v，ad-206Hd

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Qnet，v，ad=（Qgr，v，ad-）（8-9） #

=Qgr，v，ad-

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注：上文节选自美国铜业中学《煤物理》第八章-煤的工业性质

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由此可知：

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弹筒低热量中扣掉稀盐酸和稀硫酸生成热。称为恒容低位低热量，简称低位低热量；用符号Qgr，v，ad表示；

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从恒容低位低热量中扣掉水（煤中的吸附水和氢燃烧生成的水）的熔化热，称为恒容高位低热量。简称高位低热量，用符号Qnet，v，ad表示。 #