煤炭质量常用指标的含义

煤炭质量常用指标的含义

一、水分符号：M，单位：%，

是一项重要的煤质指标，煤的水分对其加工利用、贸易、运输和储存都有很大的影响。一般说来，水分高要影响煤的质量。在煤的利用中首先遇到的是煤的破碎问题，水分高的煤就难以破碎；在锅炉燃烧中，水分高就影响燃烧稳定性和热传导；在炼焦时，水分高会降低焦产率；而且由于水分大量蒸发带走热量而延长焦化周期；在煤炭贸易中，水分也是一个定质和定量的主要指标，故在签订销煤合同时，用户一般都会提出煤中水分的限值。

煤的水分简单地说分为：全水分、内在水分

内水：由植物变成煤时所含的水分。

外水：在开采或运输等过程中附在煤表面和裂隙中的水分。

在煤的变质程度越大,内在水分越低.水分的存在对煤极其不利,在煤作为燃料时,煤中的水分会成蒸汽,在蒸发时消耗热量。

煤炭运销中常用的水分指标有：全水（符号：Mt)，全水分包括外在水分和内在水分；一般分析煤样水分（也称空干基水分，符号：Mad ），它是指分析用煤样（《0.2mm）在实验室大气中达到平衡后所保留的水分，也可以认为是内在水分。有时用户也会要求使用收到基水分（符号：Mar），一般可认为Mar=Mt。

二、灰分符号：A，单位：%，

煤在彻底燃烧后所剩下的残渣。外在灰分通过分选大部分能去掉,内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物,内在灰分越高,煤的可选性越差.灰分是有害物质。

动力煤中灰分增加，发热量降低，排渣量增加，煤容易结渣。

在煤炭运销中常用的灰分指标有：空干基（又称分析基）灰分（符号：Aad）、干基灰分（符号：Ad）和收到基灰分（符号：Aar）。

三、挥发分（全称为：挥发分产率，Volatile matter ）

煤的挥发分符号：V，单位：%，是煤中的有机物质和一部分矿物加热分解的产物；它不是煤中固有物质；而是在特定温度下的煤热分解产物，所以确切地说挥发分叫挥发分产率。煤的挥发分与煤的变质程度有很大的关系，随煤化程度的增加，挥发分降低；

煤在高温和隔绝空气的条件下加热时,所排出的气体和液体状态的产物。

挥发分是决定煤炭利用的重要指标，在燃煤中，根据挥发分来选择适于特定煤源的燃烧设备或适于特定设备的煤源（在锅炉设计时已将挥发分值设定在某一范围，所以用户在购煤时要强调挥发分指标）；在炼焦中，要根据挥发分来确定配煤比例，因挥发分适中的烟煤，粘结性好，适于炼焦；在气化和液化工艺的条件选择上，挥发分也有重要的作用；在环境保护中，挥发分还作为一项制定烟雾法令的依据。

在煤炭运销中常用的挥发分指标有：空干基挥发分（符号：Vad ）、干基挥发分（符号：Vd）、收到基挥发分（符号： Var）和干燥无灰基挥发分（符号：Vdaf ）。

四、固定碳含量符号：FC，单位：%

指除去水分灰分和挥发分后的残留物,它是确定煤炭用途的重要指标.

从100减去水分灰分和挥发分后的差值即固定碳含量，FC＝100－（M＋A＋V)。常用的固定碳指标有：干基固定碳（符号：FCd）和收到基固定碳（FCar）等。

五、全硫符号：St，单位：%

硫是煤中有害元素之一。煤中硫包括有机硫和以黄铁矿为主的无机硫，一般来说煤中的无机硫通过洗选可以大部分脱除；而有机硫则很难除去。煤中硫在煤燃烧中大部转化为SO2排入大气，对环境造成严重的污染，甚至造成酸雨，因此各用户在购买煤时都对煤中硫含量提出较严格的限定指标，但煤中硫在某些利用途径中也能起到好的作用，如煤液化当中，硫又可以起到催化剂的作用；如高硫煤经洗选后回收的硫可用来生产硫和硫酸等。

直接测出的是空干基全硫（符号：St,ad ）。在煤炭运销中常用的硫指标有：空干基全硫、干基全硫（ St,d ）和收到基全硫（ St,ar）。

六、发热量符号：Q，单位：J/g（焦耳/克）、MJ/kg（兆焦耳/千克），习惯上也使用cal/g（卡/克）、kcal/kg （千卡/千克）；

单位质量的煤完全燃烧时所产生的热量。

发热量换算(百万焦耳=千克):1MJ/KG=239.14KCAL/KG 1卡=4.1816 焦耳

煤的发热量（Qgr,daf）与煤的变质程度有很大关系，一般是随变质程度的加深而增高，如褐煤的发热量较低，烟煤中到焦煤和肥煤热值最高，焦煤以后随煤的变质程度加深而略有降低。

煤炭运销中常用的发热量指标有：空干基弹筒发热量（符号：Qd,ad），空干基高位发热量（符号：Qgr,ad），干基高位发热量（符号：Qgr,d ）和收到基（原称应用基）低位发热量（符号：Qnet,ar），有时也用到干燥无灰基高位发热量（符号：Qgr,daf）。在目前的国内贸易煤炭购销合同中，用户一般用收到基低位发热量(Qnet,ar)。

国际贸易常用发热量标准为空气干燥基高位发热量,在同等水分和灰分等情况下,空气干燥基高位发热量比收到基低位发热量高1.25MJ/KG(300 KCAL/KG)左右.

七、胶质层最大厚度(Y)

烟煤在加热到一定温度后,所形成的胶质层最大厚度是烟煤胶质层厚度指数测定中利用探针测出的胶质体上下层面差的最大值,动力煤胶质层厚度大,容易结焦.

八、粘结指数(G)

在规定条件下发烟煤在加热后粘结专用无烟煤的能力,粘结指数越高,结焦性越强.

九、煤灰熔融性温度(灰熔点) （℃）

包括四个特征温度：①变形温度，符号DT，原称T1；②软化温度，符号：ST，原称T2；③半球温度，符号HT；④流动温度，符号：FT，原称T3。在灰熔融性的四个指标中，最常用的是软化温度，即ST(T2)。灰熔融性温度越高,煤灰不容易结渣.

灰熔融性是动力用煤和气化用煤的重要指标，主要用于固态排渣锅炉和气化炉的设计，并能指导实际生产操作；它也可以作为液态排渣炉设计中的参考依据。一般固态排渣炉，要求煤灰熔点愈高愈好，以免造成炉内结渣而难以排出。熔点低的煤，由于熔渣会包裹住煤而造成燃烧不完全，从而增加灰渣含碳量，严重时会堵塞炉栅，造成排渣困难，甚至造成停炉事故。熔渣还会腐蚀、共熔炉衬耐火材料，特别是当灰渣为酸性渣而炉衬耐火砖为碱性砖或灰渣为碱性（神华煤灰渣呈碱性）而炉衬耐火砖为酸性砖时，共熔情况将更为严重。对于链条炉需要灰熔点较低一些，这样可以保留适当的熔渣以起到保护炉栅的作用。而液态排渣炉则要求灰熔点愈低越好。神华煤由于煤中CaO和Fe2O3含量高，使得灰熔点较低，这是国外及国内不少用户挑剔神华煤的原因之一。

十、哈氏可磨系数(HGI)

表示煤被磨碎的难易程度，煤的可磨性指数越大，则这种煤越易磨碎，反之则难。

作为动力用煤，如电力、水泥厂等在设计与改进制粉系统并估计磨煤机的产量和耗电量时，可磨性指数是一个很重要的指标。在以非炼焦煤为主的型煤工业中，为了

知道所用煤料的粉碎性，以便确定粉碎系统的级数及粉碎机的类型，也要预先测定煤的可磨性。由于煤的复杂性，不同的煤往往具有不同的可磨性，即使同一矿区、同一煤层的煤，由于所含矿物质的性质、数量不同和煤的结构、挥发分以及水分的差异，也得不到相同的可磨性测值。鉴此，目前用户在购煤时也要求煤的可磨性指标。

十一、坩锅膨胀序数(CSN)

规定条件下发煤在坩锅中加热所得焦块膨胀程度的序号表征煤的膨胀性和塑性指标。

十二、焦渣特征

煤炭热分解以后剩余物质的形状。

十三、煤炭工业分析指标的常用基准

（1）空气干燥基（简称：空干基，原称：分析基）

空气干燥基符号：ad ，是指：以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准，由实验室直接测定出的结果一般都是分析基结果，如Mad、Aad、Vad等。

（2）干燥基（简称：干基）

干燥基符号：d，是指以假想无水状态的煤为基准，干基结果是换算出来的。

（3）收到基（原习惯称：应用基）

收到基符号：ar，是指以收到状态的煤为基准。

（4）干燥无灰基（原习惯称：可燃基）

干燥无灰基符号：daf，是指以假想无水、无灰状态的煤为基准。

煤质分析结果表示方法:

根据建设单位提供资料要求，结合二段式煤气发生炉对气化用煤之要求，本工程选用神木煤、大同煤、内蒙包头煤、作为气化用原料煤。本设计以大同煤为基准。

①煤质分析如下：

水份：4.9％灰份：8％

挥发份：28％固定碳：43.8

②煤气炉用煤的主要质量指标

粒度20～40；25～50；30～60mm

最大粒度与最小粒度之比≤2

块煤限下率（% ）≤10

含矸率（%）≤2

干基挥发分Vd（%）≥20

干基灰分Ad（%）≤18

干基全硫分Std（%）≤2

灰熔融性软化温度ST（℃）＞1250

热稳定性TS+6（%）＞60

抗碎强度（＞25mm）（%）＞60

胶质层厚度＜12mm

罗加指数R.I ≤20

自由膨胀系数F.S.I ≤2

发热量（应用基低位）：＞27MJ/kg

(三) 工业用煤的质量要求

煤的工业用途非常广泛，归纳起来主要是冶金、化工和动力三个方面。同时，在炼油、医药、精密铸造和航空航天工业等领域也有广阔的利用前景。各工业部门对所用的煤都有特定的质量要求和技术标准。简要介绍如下：

1.炼焦用煤

炼焦是将煤放在干馏炉中加热，随着温度的升高(最终达到1 000℃左右)，煤中有机质逐渐分解，其中，挥发性物质呈气态或蒸汽状态逸出，成为煤气和煤焦油，残留下的不挥发性产物就是焦炭。焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石，提供热能和支撑炉料，保持炉料透气性能良好的作用。因此，炼焦用煤的质量要求，是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的。国家对冶金焦用煤有专门的质量标准，见表2.2.2。

表 2.2.2冶金焦用煤质量标准(GB397-65)见上图

2气化用煤

煤的气化是以氧、水、二氧化碳、氢等为气体介质，经过热化学处理过程，把煤转变为各种用途的煤气。煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料。常用的制气方法有两种：①固定床气化法。目前国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料，制造合成氨原料气。要求作为原料煤的固定碳＞80%，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)≤2%，要求粒度要均匀，25～75mm,或19～50mm,或13～25mm，机械强度＞65%，热稳定性S+13＞60%，灰熔点(T2)＞1 250℃，挥发分不高于9%，化学反应性愈强愈好。②沸腾层气化法。对原料煤的质量要求是：化学反应性要大于60%，不粘结或弱粘结，灰分(Ag)＜25%，硫分(SgQ)＜2%，水分(WQ)＜10%，灰熔点(T2)＞1 200℃，粒度＜10mm，主要使用褐煤、长焰煤和弱粘煤等。

3.炼油用煤

一般以褐煤、长焰煤为主，弱粘煤和气煤也可以使用，其要求取决于炼油方法。

①低温干馏法，是将煤置于550℃左右的温度下进行干馏，以制取低温焦油，同时还可以得到半焦和低温焦炉煤气。煤种为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤、气煤。对原料煤的质量要求是：焦油产率(Tf)＞7%，胶质层厚度＜9mm，热稳定性S+13＞40%，粒度6～13mm,最好为20～80mm 。②加氢液化法，是将煤、催化剂和重油混合在一起，在高温高压下使煤中有机质破坏，与氢作用转化成低分子液态或气态产物，进一步加工可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要为褐煤、长焰煤及气煤。要求煤的碳氢化(C/H)＜16，挥发分＞35%，灰分(Ag)＜5%，煤岩的丝炭含量＜2%。

4.燃料用煤

任何一种煤都可以作为工业和民用的燃料。不同工业部门对燃料用煤的质量要求不一样。蒸汽机车用煤要求较高，国家规定是：挥发分(Vr)≥20%，灰分(Ag)≤24%，灰熔点(T2)≥1 200℃，硫分(SgQ)长隧道及隧道群区段≤1%，低位发热量

2.09312×107～2.51174×107J/kg以上。发电厂一般应尽量用灰分(Ag)＞30%的劣质煤，少数大型锅炉可用灰分(Ag)20%左右的煤。为了将优质煤用于发展冶金和化学工业，近年来，我国在开展低热值煤的应用方面取得了较快的进展，不少发热量仅有8 372.5J/ kg左右的劣质煤和煤矸石也能用于一般工厂，有的发电厂已掺烧煤矸石达30%。

煤的其他用途还很多。如，褐煤和氧化煤可以生产腐殖酸类肥料；从褐煤中可以提取褐煤蜡供电气、印刷、精密铸造、化工等部门使用；用优质无烟煤可以制造碳化硅、碳粒砂、人造刚玉、人造石墨、电极、电石和供高炉喷吹或作铸造燃料；用煤沥青制成的碳素纤维，其抗拉强度比钢材大千倍，且重量轻、耐高温，是发展太空技术的重要材料；用煤沥青还可以制成针状焦，生产新型的电炉电极，可提高电炉炼钢的生产效率等等。总之，随着现代科学技术的不断进步，煤炭的综合利用技术也在迅速发展，煤炭的综合利用领域必将继续扩大。

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动力煤的质量指标

时间：2010-10-8 10:34:20

1、发热量

动力煤的发热量是最重要的指标。因为作为动力用煤，就是要用它的发热量，因此一般以较高发热量的煤为宜。但煤发热量的高低只代表它的理论燃烧热量的大小，并不代表热能利用率的高低。煤的发热量过高或过低均会给锅炉的运行带来不利影响，因此煤的发热量应与锅炉炉型相适应，以提高锅炉热效率，充分利用其热能。发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强，因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。

2、挥发分

煤在高温和隔绝空气的条件下加热时，排出的气体和液体状态的产物称为挥发分。挥发份是煤中的可燃、易燃成分，是判明煤炭着火特性的首要指标。一般来说，煤的挥发份越高，煤越易燃，固定碳也越易燃尽，在发热量相同的情况下，燃用挥发分高的煤，锅炉的的热效率也会较高。根据锅炉设计要求，供煤挥发分的值变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，因火焰中心逼近喷燃气出口，可能因烧坏喷燃气而停炉；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因着火过迟而不能充分燃烧，甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或接近的煤种。挥发份是评价动力煤的重要指标，其测定方法比较简单可靠。

3、灰分

灰分是煤在彻底燃烧后所剩下的残渣，也就是煤中的不可燃成分，在煤燃烧时会分解吸热。灰分含量会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，使煤着火困难，燃烧不稳定，燃用高灰煤时炉温会大大降低。灰分在煤燃烧时还会形成灰壳，使固定碳难以燃尽，降低锅炉的热效率。此外，灰分的大量排放对环境会造成很大的压力，所以对动力煤的灰分必须加以限制。灰分的测定简单、宜行且能够实现在线监测，可在标准中对动力煤的灰分做出规定并采用干燥基灰分。

4、硫分

硫是煤中的有害成分，是燃煤过程中最重要的污染源。虽对燃烧本身没有影响，但它的含量太高，对设备的腐蚀和环境的污染都相当严重。因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超过2.5%。

5、水分

煤的水分也是评价动力煤质量的基本指标。煤中的水分蒸发后，煤层变疏松，可均匀通风，有利于煤的燃烧。但水分过高，煤的发热量必然会降低，且水分蒸发还要吸热，降低炉温，使煤不易着火，同时还会加大排烟损失，降低锅炉热效率。综合来讲，水分是燃烧过程中的有害物质之一，它在燃烧过程中吸收大量的热，对燃烧的影响比灰分大得多。

6、灰融点

是评价煤灰是否容易结渣的一个重要指标，一般较常用的是软化温度。煤灰软化温度实际上是煤灰开始熔融的温度，当炉膛温度达到或超过这一温度时，煤灰就会结成渣块，影响通风和排渣，使炉渣含碳量升高，有时还会粘在炉墙、管壁或炉排上，影响锅炉正常运行。煤粉炉炉膛火焰中心温度多在1500℃以上，在这样高温下，煤灰大多呈软化或流体状态。

在动力煤煤种中，灰分最低的是不粘煤，平均13.48%，灰分最高的是贫煤，平

均19.51%。全国动力煤资源平均灰分为17.06%，属于中等灰分。全国动力煤的平均硫分为0.86%，低于炼焦煤的平均硫分（1.06%），属中等硫分。动力煤的空气干燥基高位发热量（Qgr，ad）平均为25.52 MJ/kg，以褐煤为最低，平均还不到20MJ/kg。

煤化程度

通常说来，随煤化程度提高，挥发分会减少，因为变质加深之后诸如酯类,芳香烃之类的会脱掉变油或气而逸散，使得煤含碳量增大，挥发分减少，而碳大分子结构比较复杂，有专家提出过定性描述的模型，但各有缺憾，煤在进入三号无烟煤后会进行分子重组导致其性质突变。

规律性变化，随着煤化程度的加深，挥发分由高逐渐变小，其主要原因是因为随着煤化程度的增加，煤的成岩趋势增加，孔隙率减小，碳含量增加，可挥发物质减少。

固定碳

煤中去掉水分、灰分、挥发分,剩下的就是固定碳.固定碳是煤的发热量的重要来源,所以有的国家以固定碳作为煤发热量计算的主要参数.固定碳也是合成氨用煤的一个重要指标.

对同一矿井的煤来说，固定碳越高的煤，甚发热量也越高，因为煤的固定碳主要由元素碳组成，另外还有一些可燃的氢和硫等元素以及极少量的氧和氮等非可燃元素。对同一矿井的煤来说，还可以根据其固定碳来计算其发热量。由此可知，灰分越高的煤，其固定碳就越低；在相同灰分的条件下，挥发分越低的煤，固定碳就越高。如无烟煤的挥发分最低，所以其固定碳比其他各类煤都高，但其发热量则不一定比其他煤都高，这是由于无烟煤的纯煤发热量通常比烟煤中的主要炼焦煤都低。

简单来说，固定碳是碳的含量，而发热量是指燃烧一定煤炭产生的热量。一定条件下，固定碳越高，发热量越大的。

挥发份

煤样在规定条件下隔绝空气加热,煤中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态（此时为蒸汽状态）和气态产物,这些产物称为挥发物.挥发物占煤样质量的分数称为挥发份产率或简称为挥发份.是煤炭质量主要参数.煤炭的挥发份高的话，煤炭显得易燃。燃烧过程中火焰也高

挥发分多指为煤的挥发分，即将煤加热到一定温度时，煤中的部分有机物和矿物质发生分解并逸出，逸出的气体（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）产物称为煤的挥发分。

挥发分是煤在高温下受热分解的产物，数量将随加热温度的高低和加热时间的长短而变化。通常所说的挥发分是指煤在特定条件下加热有机物及矿物质的气体产率。即经干燥的煤在隔绝空气下加热至900±10℃，恒温7分钟所析出的气体占干燥无灰基成分的质量百分数，称干燥无灰基挥发分Vdaf。

挥发分是煤中氢、氧、氮、硫和一部分碳的气体产物，大部分是可燃气体。挥分含量高，煤易于着火，燃烧稳定。因此，挥发分是表征燃烧特性的重要指标，从而也对锅炉工作带来多方面的影响，如，需要根据挥发分大小考虑炉膛容积及形状；挥发分含量影响燃烧器的型式及配风方式的选用，影响磨煤机型式及制粉系统型式的选择。同时，挥发分也是煤进行分类的重要指标之一。

挥发分也是主要的煤质指标，在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时，挥发分有重要的参考作用。煤化程度低的煤，挥发分较多。如果燃烧条件不适当，挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒，俗称“黑烟”；并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物，热效率降低。因此，要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。

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