发热量计算与换算

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1、煤的发热量是单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量，以符号Q表示。发热量的国际单位是J（焦耳）／g，中国过去使用cal（卡）／g。(1J/g=0.239Cal/g)    煤的发热量是评价煤质和热工计算的重要指标。在煤的燃烧或转化过程中，常用煤的发热量来计算热平衡、耗煤量和热效率。对动力用煤，其发热量是确定价格的主要依据。在国际和中国煤炭分类中，煤的发热量还是低煤化度煤的分类指标之一。 1 煤发热量的测定方法国家标准（GB213）规定用氧弹量热法测定煤的发热量。（1）氧弹量热法的测定原理 将l～1.1g空

2、气干燥煤样放入不锈钢制的耐压氧弹中，用氧气瓶将氧弹充氧至2.6～2.8MPa利用电流加热弹筒内的金属丝使煤样着火，试样在压力和过量的氧气中完全燃烧，产生CO2和H2O，灰和燃烧产物被水吸收后生成H2SO4和HNO3。燃烧产生的热量被内套筒中的水吸收，根据水温的上升并进行一系列温度校正后，可计算出单位质量煤燃烧所产生的热量，称为弹筒发Qb.ad。由于弹筒发热量是在恒定容器下测定的，所以它是恒容发热量。 (2) 煤的恒容高位发热量 在弹筒内煤的燃烧是在高温高压下进行，所以试样中的氮和弹筒内氧气生成氧化物并

3、溶解在水中变为稀硝酸；若试样是在空气中燃烧，其中的氮则成为游离氮逸出。煤中的硫 在空气中燃烧只生成SO2逸出，而在弹筒内则生成稀硫酸。上述稀HNO3及稀H2SO4的生成及溶解于弹筒内的水中均为放热反应。从上述弹筒发热量中减去硝酸、硫酸的生成热和溶解热后即得到煤的恒容高位发热量，其代表符号为Qgr.v.ad,计算式如下：Qgr.v.ad=Qb.ad—(95Sb.ad+a.Qb.ad)式中 Qgr,v,ad ——煤的空气干燥基恒容高位发热量，J/g； Qb. ad —— 煤的空气干燥基弹筒发热量，J/g；

4、 Sb,ad —— 由弹筒洗液测得的煤的空气干燥基硫含量，％； 95—— 煤中每1％的硫的校正值，J（硫酸生成热校正系数）； a—— 硝酸生成热校正系数，无烟煤为0.0010，对其他煤为0.0015。3) 煤的恒容低位发热量 上述高位发热量中包含水的冷凝热，而煤在常规燃烧时水呈蒸汽状态随燃烧废气排出，因此需从高位发热量中减去煤燃烧后水的蒸发热，得出工业上实用的恒容低位发热量Qnet,v,ad。Qnet. v.ad可用下式计算 Qnet. v.ad= Qgr.v.ad－25(Mad+9Had) 式中 H

5、ad——分析煤样中氢的含量，％； 25—— 常数，相当于0. 0lg水的蒸发热，J； 9—— 氢含量换算成水的系数。煤在实际燃烧中处于恒压状态而不是恒容状态，故工业计算中应采用恒压低位发热量（通常采用收到基）。可用高位发热量按下式换算： Qnet,p,ar=(Qgr.v.ad－212Had－0.80Οad)×100－Mt,ar/100－Mad－24.5Mt,arQnet,p,ar——收到基恒压低位发热量，J/g；Qgr,v,ad—— 空气干燥基恒容高位发热量，J/g；Had—— 空气干燥基氢含量，％Ο

6、ad—— 空气干燥基氢含量，％Mt,ar—— 收到基全水分，％Mad—— 空气干燥基水分，％***************************************************--  计算煤发热量的新公式国家煤炭院于60年代推出了烟煤、无烟煤、褪煤空气干燥基低位发热量的计算公式，经过一段时间的应用，发现存在一定的缺陷和局限性。如烟煤的发热量与水分、灰分、挥发分和焦渣特征有关，但当时推导这一公式时，没有把焦渣特征定量化纳入公式中，而是根据焦渣特征的大小分组列出K值。在计算烟煤的发热量时

7、，根据焦渣特征大小，查出K值再纳入公式。这不仅计算麻烦，而且K值呈台阶式变化，对于某些挥发分在边界处的煤样，其计算误差就会增大，为此，国家煤炭院陈文敏教授领导的“七五”科技攻关项目，收集了全国大量煤样数据，利用多元回归法，采用电子计算机进行大量的数据处理，研究推导出一套计算烟煤、无烟煤、褐煤低位发热量经验公式。 　　 新公式有两种计算方法，一是利用元素分析结果计算各种煤的低位发热量，二是利用煤的工业分析结果计算烟煤、无烟煤、褐煤低位发热量。利用元素分析结果计算发热量更为准确，但目前水泥企业均未开展这一

8、工作。因此，这里仅介绍利用煤的工业分析结果计算煤低位发热量的新公式。 （1）计算烟煤空气干燥基低位发热量公式： Qnet,ad = 35859.9—73.7Vad—395.7Aad—702.0Mad + 173.6CRC （2）计算无烟煤空气干燥基低位发热量公式： 　Qnet,ad = 34813.7—24.7Vad—382.2Aad—563.0Mad （3）计算褐煤空气干燥基低位发热量公式： 　Qnet,ad = 31732.9—70.5Vad—321