煤炭发热量与灰分的关系
用二元线性回归法探讨煤炭发热量与全水分和灰分的关系
表 ３ 发热量与全水分分析资料
９ ６ ２ ＝ ４ ０ ａ ＋ １ ７ ７ ｂ ｌ ＋ １ ｏ ４ １ ｂ ２
５ ９ ５ ９ ＝ ２ ４ ８ ａ ＋１ ４ １ ０ ｂ １ ＋ ６ ４ ０ ０ ｂ ２
（ ４ ）解 上 述 三 元 一 次 方 程 组 ，得 ： ｂ ｒ ＝ 一 ０ ． ４ ８ ， ｂ ｌ ＝ Ｏ ． ５ ６ ， ａ ＝
说明相关 程度密切 。这 也说 明构造 的回归方 程代表性 强 ， 效
果 比较 好
性相关关 系。 在实践 中并经过检验 ， 全水分 ｘ 。 与灰分 Ｘ ２ 不存在
相关关 系 ， 更 不 是 线性 相关 关 系 ， 由 此相 关 表 可整 理 如 表 ４ 。 （ ２ ） 设发 热量 与全水 分 、 灰 分 的二元线 性 回归方程 为 ｖ ＝
ｒ ＝ ： 二 墨 ２ Ｙ 一 ０９ １
．
１ Ｖ ／ ５ ９ ９ ５ － ３ ４ ． ０ ６ ｘ ２ ４ ４ － １ Ｏ ０ ． ５ ６ ｘ ９ ６ ２ ＋ Ｏ ． ４ ８ ｘ ５ ９ ５ ９ 一
－
３
（ ３ ） 再计算多元 线性 回归 的复判定 系数 ：
Ｒ 乙旦 Ｙ ！ 墨 ！ Ｙ ± ２
１ ５ 李 ＿
（ ２ ） 通 过 图 ２中 所 有 点 的 分 布 状 况 ， 可以直 观地 、 大致地
唬
Ｚｘ ２ ｙ ＝ ａ Ｚｘ ｚ ＋ ｂ １ ∑ｘ ｌ ｘ ｂ ２ ∑ｘ ２ ２
得：
２ ４ ４ ＝ｌ Ｏ ａ ＋ ４ ０ ｂ ｌ ＋ ２ ４ ８ ｂ ２
看 出发热 量与灰分 之间近似 地表现为 １ 条 下降的直 线 。 由此
（ １ ） 水冷壁 管 ： 燃烧 区域 内水冷壁 管的高 温腐蚀情 况 、 磨 损 情况 、 胀粗 鼓胀 情 况 ， 炉 膛人 孔 门管 子 、 打 焦孑 Ｌ 管子 的 腐
煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响
煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿，把开采出来的煤矿产品称为煤炭。
我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。
它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。
它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。
据统计，在我国能源生产和消费构成中，煤炭一直居于主导地位，1995年，生产占75.5%，消费占75.0%。
在国民经济中，工业、农业、交通运输的发展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的发展和新工艺、新方法的应用，煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。
可以预计，在未来相当长的时期内，煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。
一、矿物原料特点(一) 煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。
它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。
包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。
其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。
煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。
呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。
一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。
煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。
3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。
呈浅棕色—黑色。
一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤炭各个指标之间的关系
煤炭各个指标之间的关系（神华煤炭化验设备）之前，我们了解到了：如何用神华煤炭化验设备去测量分析计算煤质各项指标的含量，那么这些煤炭质量指标之间又有什么关系呢？煤的发热量、水分、灰分、挥发分、硫分、灰熔融性、G值、Y值之间有什么关系呢？本文参考于：煤质检测分析新技术新方法与化验结果的审查计算实用手册，各项煤质指标间的相互关系，另外还有我神华煤炭化验设备公司专业技术人员提供的资料。
1.煤的工业分析各指标间的关系煤的工业分析项目，是了解和研究煤性质最基本指标，特别是水分、挥发分等指标，都能表征煤的不同煤化程度，之间均有显著的相关关系。
此外，煤中矿物质的数量及其组分对煤的挥发分、发热量和真（视）相对密度等其他指标也都有显著影响。
（2）原煤、精煤间的灰分关系：一般，洗选后的精煤灰分要比原煤的低，但灰分的降低幅度因煤的可选性而异。
某些灰分不太高的年轻褐煤，往往用氯化锌重液洗后，其精煤的灰分反而比原煤的高。
这是因为洗选过程中吸附造成的。
（3）挥发分、焦渣特征和水分的关系：挥发分高低反映了煤的变质程度。
焦渣特征在一定程度上反映了煤的粘结性和结焦性。
1）干燥无灰基挥发分和焦渣特征之间通常有下列关系：Vdaf≤l0%，焦渣特征为l～2号；Vdaf<13%，焦渣特征不超过4号；Vdaf>40%的褐煤，焦渣特征为1～2号；Vdaf=l8%～33%的炼焦用烟煤，焦渣特征为5～8号。
2）精煤干燥无灰基挥发分和原煤干燥无灰基挥发分之间，矿物质含量高的煤，其精煤干燥无灰基挥发分往往稍小于原煤的。
矿物质含量愈多，差值就愈大。
但是，粘结性上，总是精煤高于原煤。
2.硫含量和工业分析指标间的关系一般，硫分高低和其它工业分析指标没有直接关系，但是，有机硫含量高的高硫煤，其发热量值常小于同一牌号的低硫煤。
因为有机硫高的煤，其结构单元聚六碳环上的部分C、H被S取代，而C 和H的燃烧热值高。
硫分和灰分间没有直接关系，但是，如果高硫煤中是以硫铁矿硫为主，则硫分高，其灰分产率也高；对于低硫煤，如果是有机硫为主，则情况相反。
煤炭指标h2o、s、固定碳、灰份、挥发份、低位发热量之间的公式
煤炭指标h2o、s、固定碳、灰份、挥发份、低位发热量之间的公式（实用版）目录一、煤炭指标概述二、煤炭指标之间的公式关系三、具体公式推导与计算示例四、结论正文一、煤炭指标概述煤炭指标是衡量煤炭质量的重要参数，包括水分（H2O）、硫分（S）、固定碳（FC）、灰分（A）、挥发分（V）、低位发热量（Qnet,ad）等。
其中，固定碳、灰分、挥发分和水分通常被称为煤炭的四大成分。
二、煤炭指标之间的公式关系在煤炭化学分析中，各个指标之间存在一定的数学关系。
根据这些关系，我们可以通过实测数据计算出其他指标的理论值。
以下是煤炭指标之间的公式关系：1.固定碳（FC）= 100 - （水分 + 灰分 + 挥发分）2.灰分（A）= 总质量 - （固定碳 + 水分 + 挥发分）3.挥发分（V）= 总质量 - （固定碳 + 灰分）4.水分（H2O）= 总质量 - （固定碳 + 灰分 + 挥发分）5.低位发热量（Qnet,ad）= 固定碳×燃烧值 + 硫分×硫的燃烧值 - 水分×水的蒸发潜热三、具体公式推导与计算示例以硫分为例，根据硫的燃烧值和硫分含量，可以计算出硫分对低位发热量的贡献。
假设硫的燃烧值为 188 kJ/kg，硫分为1%，则硫分对低位发热量的贡献为：硫分贡献 = 硫的燃烧值×硫分含量 = 188 kJ/kg × 1% = 1.88 kJ/kg类似地，可以计算出水分、灰分和挥发分对低位发热量的贡献。
将这些贡献值加总，即可得到煤炭的低位发热量。
四、结论通过煤炭指标之间的公式关系，我们可以方便地计算出各个指标的理论值，从而更准确地了解煤炭的质量。
煤炭中外水分及外灰分对发热量的影响
煤炭中外水分及外灰分对发热量的影响作者：王环宇来源：《品牌与标准化》2016年第05期【摘要】煤炭的发热量为煤炭质量的重要参考指标，其中煤炭的外水分及外灰分的波动会对煤炭发热量产生影响，本文分析了煤炭外水分及外灰分同时发生变化时煤炭发热量变化的几种情况。
【关键词】煤炭发热量外水分外灰分【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.05.0141 前言众所周知，煤炭发热量高低的内因与其煤化程度有关，煤炭的煤化程度越高其水分含量、腐酸值越少，煤炭的发热量越高；煤化程度越低其水分、腐酸值及其它杂质越高，其发热量越低。
那么在影响煤炭发热量的外因中，外水分（煤炭水分减去内水分为外水分），外灰分（煤炭灰分减去内灰为外灰分）这两项指标与煤炭的发热量均成反比关系，即指标越大低位发热量越低。
笔者一直在思考一个问题，水洗煤是提高煤炭质量的最常用方法，但会导致煤炭质量的损失，也就是说水洗煤是用煤炭的减吨（洗后使水分变化不大、灰分减小）换来品质的提升。
如果用一定量的水冲洗一定量的煤炭，然后使其外水流失不大，灰分减小，这种情况下发热量的变化，因为外水分增大会导致煤炭低位发热量降低，但在冲洗的过程中其外灰也被冲洗掉了，导致其灰分减小低位发热量反而增高，那么用水冲洗过的煤其最终的发热量会如何变化。
笔者试图从理论上进行探讨，不足之处请读者批评指正。
2 分析假设一定质量的煤代号及质量设为A，其水分为B，灰分为C，固定碳为D（A、B、C、D均为质量数）发热量为Q，暂不考虑其它因素如挥发分的影响。
在一定质量A的煤炭中发热量Q是由固定碳D产生的，那么B、C如果产生波动首先会影响质量A发生变化，进而导致取样时D值比例的变化。
B的波动还会影响收到基低位发热量的变化。
下面就具体分析当B、C发生变化时发热量会如何变化，（B+C+D）=A，产生的热量为Q，经水冲洗后如果该批煤的质量A不变，说明经水冲洗后的煤炭其增加的水分和冲洗掉的外灰持平，D在该批煤中的比例没有发生变化，那么在同一实验室干燥到同一空干基水分的情况下，单位质量的水分不变，外灰减少，那么D的比例肯定增加，该煤炭的弹简发热量应为冲洗后的高，空干基高位、干基高位发热量也应为冲洗后的高，空干基及干基低位发热量应为冲洗后的高，因单位质量的固定碳没有变化，故收到基低位应相同。
标准煤的发热量
标准煤的发热量标准煤是指一种煤炭的分类，其主要特点是热值高、灰分低、挥发分低、硫分低。
标准煤的发热量是指单位质量的标准煤在完全燃烧时所释放出的热量，通常以焦耳/千克（J/kg）或千卡/千克（kcal/kg）为单位。
发热量是煤炭的重要物理性质之一，对于煤炭的质量和燃烧特性有着重要的影响。
标准煤的发热量与煤炭的类型、成分、含水率等因素密切相关。
一般来说，煤炭的发热量与挥发分成负相关，即挥发分越低，煤炭的发热量越高。
而硫分和灰分对煤炭的发热量也有一定的影响，高硫分和高灰分会降低煤炭的发热量。
因此，要准确测定标准煤的发热量，需要对煤炭的成分进行全面的分析和测试。
标准煤的发热量对于煤炭的利用具有重要的指导意义。
首先，发热量的高低直接影响着煤炭的经济价值，高发热量的煤炭可以提供更多的热能，从而在工业生产和民用生活中得到更广泛的应用。
其次，发热量也影响着煤炭的燃烧效率和环保性能，高发热量的煤炭可以提高燃烧效率，减少煤炭的消耗量和燃烧产生的废气废渣，有利于环境保护。
在实际生产和使用中，了解标准煤的发热量对于选择合适的燃料具有重要的意义。
比如在工业生产中，选择发热量高的标准煤可以提高生产效率，降低能源消耗成本；在民用生活中，选择发热量高的标准煤可以提供更舒适的取暖和烹饪条件。
因此，煤炭生产企业和煤炭使用者都需要对标准煤的发热量有清晰的了解，以便进行合理的选择和利用。
总之，标准煤的发热量是煤炭的重要物理性质之一，对于煤炭的质量和利用具有重要的影响。
了解标准煤的发热量，有利于合理选择燃料，提高燃烧效率，降低能源消耗成本，保护环境，促进可持续发展。
因此，需要对标准煤的发热量进行准确的测试和评估，以便更好地推动煤炭产业的发展和利用。
煤炭灰分测定准确度影响因素探究
煤炭灰分测定准确度影响因素探究摘要：煤炭中的灰分的测定过程中，温度的高低和对它的控制、温度停留时间的控制和升温速率的控制、煤炭样品的称量是否准确、残留下的渣的吸水性以及炉温的校准等因素均会影响到灰分测定的准确度，为此，需要严格根据国家相关标准和要求，规范操作者的操作以及做好仪器选择、器具检定、炉温校准等工作，防范影响煤炭灰分测定准确度的各种因素，才能够不断提高煤炭灰分测定准确度。
关键词：煤炭；灰分测定；准确度；影响因素；措施一、绪论在煤质的化验当中，对煤炭灰分的测定是一种较为常规的测定项目，尽管常规，但是它的测定却成了煤质评价的关键性指标。
然而，由于它的平常，再加上对其测定的操作比较简易，往往容易被一些操作人员所轻视，导致操作的最终准确性常被一些化验室所忽略。
本人结合自身多年的工作经验，对煤炭灰分的测定进行论述，探究影响测定准确度的因素，并提出针对影响因素所应当采取的经验措施，希望能够进一步提高煤炭灰分测定的准确度，降低影响因素。
二、煤炭内灰分指标的重要性煤炭的灰分产率尽管作为工业分析的常规性指标，可对贸易的计价、煤质的评价以及材料的加工和利用等有着非常重要的意义：（一）煤炭内的灰分直接影响着煤炭的发热量，比如，灰分的含量减少发热量就会升高，相反则会降低。
如果是做为供应能源的有机化石矿物，那么灰分低就相当于提高了它的工业加工和利用的价值。
（二）根据国内现行的地矿业DZ/T0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》准则的规定，对煤炭的资源量进行估算，灰分的最高限定在40%，所以对煤炭内灰分测定的准确与否，最终关系到在煤田的地质勘测当中直接影响着对资源量估算的准确与否。
（三）灰分值也是我国当前GB/T5751-2009《中国煤炭分类》中关于煤炭分类标准的基础性指标，尽管灰分不是直接做为评定分类的，可是用于评定分类的煤炭样品一定需要最先满足灰分Ad不能够大于10%，如果超过10%就必须先对其进行减灰处理，然后才能够进行透光率、氢元素、胶质层指数、黏结指数、挥发分等项目的试验，最后才可以根据GB/T5751-2009《中国煤炭分类》标准进行分类。
煤的五大指标
煤的五大指标
煤是一种重要的化石燃料，世界上大部分国家都在使用煤，近年来，因为煤燃烧后释放的大量污染物，使得全球温室气体排放量不断增加，煤源污染加剧，环境保护受到严重威胁。
为此，各国政府开始对煤质量进行监测，以确保充分减少污染，有效保护环境。
煤的质量主要由五大指标来表征：热值、挥发分、灰分、硫分和水分。
第一，热值是指煤的能源，也称发热量。
热值越高，煤的能量越高，此时煤的燃烧效率高，其发热量也更高，但是，此时其污染物排放量也会更高。
第二，挥发分是指煤中少量的低沸点有机物，如油酸、醇类、醚类和烃类，煤中挥发分含量越高，煤灰容易熔结，影响燃烧效率，同时也会提高火焰温度，使得燃烧时释放的污染物更多。
第三，灰分是指煤中的无机物，主要成分是氧化物及碳酸钙，灰分的高低影响煤的燃烧效率，当灰分超过一定值时，煤灰熔结严重，影响燃烧，同时也会提高火焰温度，增加污染物排放量。
第四，硫分是指煤中硫化物的含量，煤中硫分越高，煤灰熔融越严重，燃烧效率也会受到严重影响，同时也会产生大量硫及其他污染物，严重影响环境保护。
第五，水分也是煤中的一大指标，水分越高，燃烧效率越低，同时也会降低煤炭的发热量，影响煤的热效率，但是，它不会产生污染。
以上就是煤的五大指标，政府在煤的采购、运输、堆放和使用等
环节，都会进行严格的检测，以保证煤的质量，从而降低污染，有效地保护环境。
在今天的社会环境污染严重的情况下，政府和企业都应更加重视煤的质量，严格把控煤的五大指标，减少污染，保护环境，改善人民生活环境，最终达到生态安全、可持续发展的目标。
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煤炭灰分与发热量的相关关系及其应用
一、前言
煤的灰分不是煤中的固有成分，而是煤中所有可燃物质完全燃烧以及煤中矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣；煤的发热量是指每单位质量的煤完全燃烧所产生的热量，是表征煤炭各种特性的的综合指标。
发热量测定在煤质分析中是一个操作复杂、影响因素较多的项目，特别是环境因素，国标规定：室内温度要恒定、有恒温措施、室内无空气对流、测发热量与测热容量条件一致、有制冷设备等，测试条件非常苛刻，因此，发热量测定是一个较难掌握的项目，平行样测试结果常常超差，浪费许多人力和物力。
相比而言，灰分测定则容易得多，称一定量的空气干燥煤样，放入马弗炉中，以一定的速度加热到（815±10）℃，灰化并灼烧到质量恒定，以残留物的质量占煤样质量的百分数作为灰分产率。
整个测定过程有温控仪自动控制，且一次可测多个煤样，平行煤样几乎不超差。
为了能够快速、准确了解煤炭的发热量，我们着力寻找煤的灰分与发热量的相关关系，从而由灰分分析结果推出发热量结果，并运用相关关系对分析结果进行预测。
二、煤的发热量和灰分的相关性分析
1、发热量的表示方法介绍：
在试验室内，由热量计直接测得的发热量，叫做煤的弹筒发热量，用符号Qb表示；
煤在氧弹中燃烧和煤在工业上实际燃烧时，无论从燃烧产物、放出的热量都不一样。
煤在空气中燃烧时，煤中的硫形成二氧化硫逸出，而在弹筒中却形成硫酸，这样就多出了二氧化硫形成三氧化硫的生成热和三氧化硫形成硫酸的生成热；煤中的水，无论是吸附水、结晶水或是热解水，当煤在空气中燃烧时，都成为水蒸气逸走，而在弹筒内，煤燃尽后都成了液态水，显然水蒸气变为液态水，又放出这部分气化时吸收的热量；煤在空气中燃烧时，氮成游离状态逸出，而在弹筒内，氮都成了硝酸，这里又有热量的放出。
因此弹筒所测得的发热量要比实际工业上燃烧时的发热量高。
为了使测得的发热量接近工业上燃烧煤的热值，把测得的弹筒发热量减去形成硫酸和硝酸所放出的热量，这样的发热量叫做煤的高位发热量。
用符号Qgr 表示。
本文所探讨的就是煤的高位干基发热量（）和煤的干基灰分（Ad）的相关性分析。
2、煤的高位干基发热量（）和煤的干基灰分（Ad）的相关性分析
收集了新汶矿区1998年1月~2004年12月份的分析数据共73组，数据见下表。
表1
编号
灰分Ad% 实测发热量发热量(回归方程计算值) 实测值与计算值差值（cal/g）
X= Y=
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66 9
67
68 9
69 8
70 3
71 8
72 7
73 5
根据以上数据绘制的灰分与实测发热量的散点图如下图：
从散点图看出：Ad与Qgr,d大致成反比关系，并且相关性较好。
3、煤的高位干基发热量（）和煤的干基灰分（Ad）回归方程的建立
设Y为发热量Qgr,d，X为灰分Ad。
由表1数据可求得以下值：
通过上面的分析我们知道，高位干基发热量和干基灰分的回归方程为：=公式1 （发热量单位：兆焦/千克）4、应用基低位发热量与干基灰分回归方程的建立
对新汶矿区煤炭的发热量进一步进行分析，可以推算导低位应用基发热量和全水、干基灰分的回归方程。
新汶矿区煤炭主要为气煤、气肥煤，若氢值（Had）按%、分析水（Mad）按%进行计算，由公式1可以推导出应用基发热量和全水、干基灰分的回归方程。
应用基低位发热量和全水、干基灰分的回归方程为：
=33751-366Ad-361Mt+公式2 （发热量单位：千焦/千克）
5、用回归方程进行数据分析
（1）对高位干基发热量和干基灰分的回归方程进行数据分析
根据表1数据绘制的灰分与回归方程计算的发热量的散点图如下图：
由表1还可以看出，实测发热量与回归方程所计算的发热量存在一定差值，最大差值为g（有两个数据大于300cal/g，属于可疑数据），最小差值仅为g，可见，回归方程计算结果与实测值的对应性较好。
为此，我们由图3可以直观的反映出来：
（2）对应用基发热量和干基灰分的回归方程进行数据分析
收集了新汶矿区2000年1月~2004年12月份的分析数据共10组，数据见下表。
表2
编号
全水% 灰分Ad% 实测发热量发热量(回归方程计算值) 实测值与计算值差值（cal/g）
1 22325 22941 147
2 24060 24165 25
3 21825 22050 54
4 24666 24641 6
5 22209 22178 31
6 21728 21739 11
7 21849 21653 47
8 22743 22350 94
9 22547 23082 128
10 23759 23748 3
由表2可以看出，回归方程计算值与实测发热量差值最大为147cal/g，最小为3cal/g，回归方程计算的应用基低位发热量结果与实测值的对应性较好。
三、回归方程的实际应用
我们推导出的回归方程在实际工作中可用于预测新汶矿区煤的高位干基发热量和应用基低位发热量。
下面举例说明：
例1：某一混煤的Ad为%，全水为%，用回归方程可计算发热量：
=（6043Kcal/kg）=33751-366Ad-361Mt+=33751-366**+**= MJ/kg（5247Kcal/kg）
例2：某一次煤的Ad为45%，全水为%，同样可用回归方程计算发热量：
=（4300Kcal/kg）=33751-366Ad-361Mt+=33751-366*45-361*+*45*= MJ/kg（3733Kcal/kg）。