介绍如何运用煤的全自动工业分析仪和煤的其它元素分析结果来计算煤的发热量?烟煤 无烟煤 褐煤哪些公式可以计算并校核实测发热量结果的准确性?

煤炭是各种动植物经过变化埋在地层下，经过地壳隔绝空气的压力和温度条件下作用，产生的碳化化石矿物。煤炭的主要组成成分是挥发分，固定碳,还有不同数量的矿物质(常以灰分表示)及水分(包括内在水分和外在水分)。前两种成分是煤的可燃和生热成分，矿物质中除硫铁矿在燃烧时可以产生少量的热外，其余绝大多数不仅在燃烧时不产生热量，反而需吸收热量进行分解。煤中水分在煤燃烧过程中会吸热变成水蒸汽逸出。所以，根据煤的挥发分、固定碳和水分、灰分含量可大致计算出各种煤的发热量。但烟煤发热量还与其煤化程度有关，水分、灰分和有机质含量均相同的烟煤，其发热量的差异会很大。一般在水分和灰分都相同的情况下，以中等煤化度的焦煤和肥煤的发热量高;长焰煤、不粘煤和气煤的发热量低;瘦煤、贫瘦煤和贫煤的发热量则比焦煤和肥煤的稍低。所以,根据烟煤的干燥无灰基挥发分及其焦渣特征(CB)和水分、灰分等指标即可计算出其高位或低位发热量。对年老的无烟煤来说，当其水分和灰分相同时，挥发分(Vdaf)越高,其发热量也越高。对褐煤来说，挥发分越高,其发热量就越低。

根据上述原理可根据大量试验结果推导出不同的经验公式来分别计算褐煤、烟煤和无烟煤的发热量。其中计算烟煤发热量的经验公式，有的已列人“能源通则”的国家标准中。当没有全自动煤炭量热仪仪器测发热量结果时，可临时用来估算煤的发热量(Qnet.ad)。以下分别列出烟煤、无烟煤和褐煤发热量的经验公式:

1.根据工业分析结果估算发热量的公式(1)计算烟煤发热量(Qnetnd)的经验公式

Qnet.ad=35860-73.7Vad-395.7Aad-702.0Mad+173.6CB……… (7-19)

式中:

Qnet,ad--空气干燥基(以下简称空干基)低位发热量J/g; Vad--空干基挥发分; Aad--空干基基灰分， Mad--空干基基水分;

CB--测定挥发分时的焦渣特征，1~8。

(2)计算无烟煤发热量(Q)的经验公式

Qnet,ad=32347-161.5Vad-345.8Aad-360.3Mad+1042.3Had……(7-20)

式中:

Had-空干基氢含量，

(3)计算褐煤发热量(Qnet.ad)的经验公式

Qnet.ad=31733-70.5Vad-3216Aad-388.4Mad……………(7-21)

2.根据元素分析结果估算发热量的公式

鉴于煤的发热量主要由其有机组分中的碳和氢两元素燃烧后所得，因此，利用元素分析结果求算出的发热量的精度更高,有时还可用来审核实测发热量结果是否出现了较大的偏差。以下是由100多个全国统检煤样和煤标准物质的测定结果导出的计算各种煤的发热量的经验公式:

Qnet.ar=0.280 3Car+1.0075Had+0.67St.ar-0.155 6Oar -0.086Mat-0.0703Aar+5.737……………………………(7-22)

式中:

Qnet.ar--煤的收到基低位发热量,MJ/kg ;Car--煤的收到基碳含量; Har--煤的收到基氢含量; St.ar--煤的收到基全硫含量; Oar--煤的收到基氧含量; Mat--煤的全水分;

Aar--煤的收到基灰分。

Qnet.ad=0.265 9Cad_+0.9935Had+0.048 7St.ad-1719Oad

-0.105 5Mad -0.084 2Aad+7.144 …………………………… (7-23)

式中:

Qnet.ad-分析基低位发热量，MJ/kg; Cad-煤的空干基碳含量; Had--煤的空干基氢含量; St.ad--煤的空干基全硫含量; Oad--煤的空干基氧含量; Mad--煤的空干基水分; Aad--煤的空干基灰分。

公式(7-22)和(7-23)均可用于计算并审核各种褐煤、烟煤和无烟煤(包括Ad<40的石煤)的发热量。

用经验公式估算的发热量只可用于试验室结果审查，生产(加工利用)厂矿质量控制。不能用作商业结算和其他要求较高准确度的场合。