发电用煤的特性指标

发电用煤特性指标

根据GB/T7562-1998《发电煤粉锅炉用煤技术条件》标准中规定，对电力生产最为重要的特性指标为：挥发份、发热量、灰分、全水分、硫分、煤灰融性、哈氏可磨性指数。现将各特性指标分述如下：（一）发热量

1、发热量的含义

单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量，称为煤的发热量(或称热值)，以焦／克(J／g)或兆焦／千克(MJ／kg)表示。在这里须特别指出，在阐述发热量的含义时，一定要指明：一是单位质量的克或千克；二是必须完全燃烧。如果说煤燃烧时所产生的热量，称为煤的发热量，这是不对的。

物质运动产生能量，随着物质运动方式的不同，所产生的能量也就有多种形式，如电能、光能、机械能、核能等，能量的传递过程称为作功；如不通过作功而传递的能量，则称为热量。故能量、功、热量三者之间有着密切的关系。它们的概念虽则不同，但可用统一的单位来表示，这就是焦耳，简称焦(J)。所谓1焦耳，是指1牛顿的力在力的方向上移动1米距离时所做的功。

发热量的单位原以卡／克(cal／g)或千卡／千克(kcal／kg)表示，现已废除，但出版较早的刊物上还使用上述单位，故在此作一简单说明。通常所说1卡是指1克水升高1℃时所需要的热量。实际上，由于水的比热随温度变化而改变，1克纯水升高1℃并不恰好为1卡，

而略有不同。我国曾规定发热量的单位是200C卡。它的含义是：在标准大气压下， 1克纯水由19．50C升高到20．50C时所需要的热量，它与焦之间的关系为：

1卡(200C)=4．1816焦

1焦=0．2391卡

在热力计算中，还采用国际蒸汽表卡，有的国家还采用150C卡，美国等国家还用英热单位等，在此将此换算式介绍如下

1卡(国际蒸汽表)=4.1868焦

1卡(15℃)=4.1855焦

1英热单位(BTU)=1055.06焦

设煤的发热量为5500卡／克，如换算成焦／克或兆焦／千克，则为

5500×4．1816=23000焦／克

23000×10-6×103=23兆焦／千克

MJ一兆焦(10-6焦) ；

2、测定发热量的原理

测定煤的发热量，国内外普遍采用氧弹热量计(简称热量计)，该方法沿用至今已有一个多世纪的历史，虽然热量计的结构与性能方面不断改进与完善，但测热的基本原理并未改变。

测定煤的发热量时，是将一定量的试样臵于密封的氧弹中，在充足的氧气条件下，令煤样完全燃烧，燃烧所放出的热量被氧弹周围一定量的水(即内筒水)所吸收，其水的温升和试样燃烧所放出的热量

成正比。

Q ＝ 式中Q 一煤的发热量，焦／克：

G 一试样量，克；

T 0一量热系统的起始温度，℃；

T a 一站热系统吸收煤样放山的热量斤的最终温度，℃：

K —热量计的热容量，焦／℃。

所谓量热系统，就是指发热量测定过程中，试样放出的热量所能达到的各个部件。除了内筒水外，还包括内筒、氧弹及搅拌器、温度计浸没于水中的部分。

对某一台热量计来说，当内筒水量、温度计与搅拌器的浸没深度以及环境温度等试验条件确定时，热容量K 为一常数值。

故热容量K 的含义，就是指热量计量热系统升高1℃时所吸收的热量。用以标定热容量比较理想的物质就是已知标准苯甲酸。

只要预先标定出热量计的热容量，而在实测煤的发热量时，须严格按照标定热容量的条刊：进行，根据试样燃烧后内筒水的温升值，就可计算出试样的发热量。这也可以看出，在测定发热量时，对温度的准确测量有着十分重要的作用。

3、发热量的表示方法

煤发热量的高低，主要取决于煤中可燃物质的化学组成，同时也与燃烧条件有关。 根据不同的燃烧条件，可将煤的发热量分为弹筒、高位及低位G

t t K o a )

(

发热量。在这里，我们将它们作一定性说明。

①弹筒发热量

所谓弹筒发热量，是指在试验室中／U热量计实测的发热量，以符号Qb表示，b是英文bomb(弹)的第一个字母。在此条件下煤中碳燃烧后生成二氧化碳；氢燃烧后生成水汽，冷却后凝结成水；而煤中硫在高压氧气中燃烧生成一氧化碳和少量二氧化硫，少量氮转变为氮氧化物，它们溶于水形成硫酸与硝酸。由于上述反应均为放热反应，故弹筒发热量要高于煤在实际燃烧时放出的热量。

②高位发热量

在电厂中最为常用的高位发热量(或高位热值、毛热值)及低位发热量(或低位热值、净热值)，它们的符号分别以Q gr及Q net表示。gr 为grossvalue(毛值)的简写；net为netvalue(净值)的简写。由弹筒发热量减去硫酸与二氧化硫生成热之差以及硝酸的生成热，就得以高位发热量。这是因为煤在空气中完全燃烧时，硫仅生成二氧化硫，氮则变为游离氮而没有硫酸及硝酸生成之故。电厂中评价煤的质量时，多采用高位发热量。

③低位发热量

单位质量的煤在锅炉中完全燃烧时所产生的热量，称为低位发热量。由于煤在锅炉中燃烧，煤中原有的水分及氢燃烧后生成的水呈蒸汽状态随烟气排山：而在氧弹中，水蒸汽则凝结成水，故将高位发热量减去水的汽化潜热，就得到低位发热量。

1g纯水汽化变成1g水蒸汽所吸收的热量，称为水的汽化潜热，

它与1g水蒸汽凝结成1g纯水时所放出的热量相同，为2300J／g。由于煤中水分及氢的存在，煤在锅炉中燃烧，其燃烧产物每含1g水蒸汽就要损失2300J的热量。故低位发热量是真正可以利用的煤有效发热量，因而在标准煤耗计算中，以低位发热量作为计算依据。

④由弹筒热值换算成高位热值的计算公式

高位发热量是由弹筒发热量减去硫酸生成热与硝酸生成热之差其计算公式为：

Qgr,ad=Qb,ad-(94．1Sb,ad+aQb,ad)

式中：Qgr,ad一分析试样的高位发热量(J／g)

Qb,ad一分析试样的弹筒热址(J／g)

Sb,ad一分析试样的弹筒硫(％)

94．1--每含1％Sb的热量(J)

a--l／肖酸形成热量的比例系数

(a与Qb,ad有关，当Qb,ad≤16．70MJ／kg时，a=O．0010，当25．10MJ／kgQb,ad>16．70MJ／kg时a=0．0012，当Qb,ad>25．10MJ ／kg时a=0.0016.

⑤由高位发热量换算成低位发热量的公式

由高位发热量减去水的汽化潜热即得低位发热量。我国国家标准GB／T213—2003《煤的发热量测定方法》计算低位发热量的公式为：

Onet,ar：(Qgr,ad—206Had)X，100-Mar——23Ma，

式中 Qnet，ar厂为收到基低位热值(MJ／kg)