第八章煤的發(fā)熱量測定

1、第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 發(fā)熱量是動力用煤的主要質(zhì)量指標(biāo)。發(fā)熱量是煤炭分類的指標(biāo)之一，根據(jù)純煤的發(fā)熱量，可以大致推測煤的變質(zhì)程度以及其他某些煤質(zhì)特征 。 根據(jù)目的和用途不同，發(fā)熱量有不同的表示方法。用于研究煤質(zhì)，常用干燥無灰基高位發(fā)熱量Qgr ,daf，工業(yè)燃燒用的是應(yīng)用基低位發(fā)熱量Qnet,ar，因此在使用中要注意發(fā)熱量的不同表示方式。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第一節(jié) 發(fā)熱量單位及煤發(fā)熱量的定義 一、熱量的單位 國內(nèi)外，過去和現(xiàn)在使用的熱量單位有三種： 1.卡（Cal） 2.焦耳（符號J） 3. Btu第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第一節(jié)

2、發(fā)熱量單位及煤發(fā)熱量的定義一、熱量的單位1.卡（Cal） 卡，是熱量的專用單位。泛義地說，1卡就是使1g純水的溫度升高1所需要的熱量。 但是，由于水的比熱不是常數(shù)，隨著起始溫度的不同而稍有差異。因此，起始溫度不同的1g純水，溫度升高1，所吸收的熱量雖然都是1卡，但1卡中所包含的實(shí)際能量并不相等。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第一節(jié) 發(fā)熱量單位及煤發(fā)熱量的定義一、熱量的單位1.卡（Cal） 因此，用“卡”為熱量單位時，要標(biāo)注出起始溫度與終止溫度的平均值，如 卡(15),（15度卡），卡（20）。第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第一節(jié) 發(fā)熱量單位及煤發(fā)熱量的定義一、熱量

3、的單位2.焦耳（符號J） 我國法定計量單位規(guī)定的熱量單位為焦耳，符號為J。焦耳是1牛頓的力使其作用點(diǎn)在力的方向上移動1m所做的功。1J=1N1m=1Nm（牛頓.米） 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第一節(jié) 發(fā)熱量單位及煤發(fā)熱量的定義一、熱量的單位3. Btu Btu是英制熱量單位，是英聯(lián)邦、美等國常用的熱量單位。1Btu是1磅（約454g）純水的溫度從32 （華氏度，相當(dāng)于約0，攝氏度）升高到212（100）所需熱量的1/180。1Btu=1055.79J 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第一節(jié) 發(fā)熱量單位及煤發(fā)熱量的定義二、煤發(fā)熱量的定義及其單位 1.定義 單位質(zhì)量（

4、g或kg）的煤完全燃燒所產(chǎn)生的熱量，叫做煤的發(fā)熱量（或熱值）。2.單位 根據(jù)GB/T213規(guī)定，煤發(fā)熱量的單位是MJ/kg或J/g。二者的關(guān)系：1MJ/kg=103J/g，例如，23578J/g=23.58MJ/kg。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第二節(jié) 煤發(fā)熱量的測定原理 一、儀器 國內(nèi)外廣泛采用“氧彈量熱法”測定煤的發(fā)熱量。使用的儀器叫“氧彈熱量計”。 氧彈熱量計有兩種基本類型：1恒溫恒溫式氧彈熱量計；式氧彈熱量計；2絕熱式氧彈熱量計絕熱式氧彈熱量計。二者的基本機(jī)構(gòu)相同，主要區(qū)別是控制熱交換的方式不同。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第二節(jié) 煤發(fā)熱量的測定原理

5、一、儀器 氧彈熱量計由以下主、附件組成：1.氧彈 由三部分組成(1) 彈體(2) 彈蓋(3) 連接環(huán)。第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第二節(jié) 煤發(fā)熱量的測定原理一、儀器 氧彈熱量計由以下主、附件組成：2.內(nèi)同 斷面為圓形，棱形或其他適當(dāng)形狀的銅或不銹鋼制成的筒體。內(nèi)有攪拌器，用于攪動內(nèi)筒水。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第二節(jié) 煤發(fā)熱量的測定原理一、儀器 氧彈熱量計由以下主、附件組成：3.外筒 它是全金屬制成的雙層壁筒底的筒體。外壁斷面的形狀為圓形，內(nèi)壁斷面形狀隨內(nèi)筒形狀而定。內(nèi)外筒壁和內(nèi)外筒底的間距為112mm。外筒形成的夾層空間中裝滿水。 第八章第八章 煤的發(fā)熱

6、量測定煤的發(fā)熱量測定 第二節(jié) 煤發(fā)熱量的測定原理一、儀器 氧彈熱量計由以下主、附件組成：4. 溫度計和其他附屬儀器設(shè)備 常用的溫度計有兩種：固定測溫范圍的精密溫度計和可變溫度范圍的貝克曼溫度計。附屬儀器設(shè)備如，溫度計讀數(shù)放大鏡、電動振蕩器、壓餅機(jī)等。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第二節(jié) 煤發(fā)熱量的測定原理量熱儀見圖第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第二節(jié) 煤發(fā)熱量的測定原理二、氧彈量熱法測定煤發(fā)熱量的基本原理 在充入過量氧氣的情況下，通電使點(diǎn)火絲引燃置于燃燒皿中的煤樣，煤樣完全燃燒（燃燒產(chǎn)物為CO2、N2、H2SO4和HNO3及固態(tài)灰渣，測定前氧彈中加入10ml水）所

7、產(chǎn)生的熱量被內(nèi)筒水吸收。根據(jù)水溫的升高度數(shù)（溫升），并進(jìn)行一系列的溫度校正，計算出單位重量的煤燃燒所產(chǎn)生的熱量（即，煤的發(fā)熱量，MJ/kg或J/g） 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 影響發(fā)熱量測值的若干因素及其消除 一、量熱系統(tǒng)吸熱與儀器熱容量的標(biāo)定(E) 煤的發(fā)熱量是根據(jù)煤樣燃燒放出的熱量被內(nèi)筒水吸收后水溫升高的度數(shù)計算得到的。但是煤燃燒放出的熱量除了被水吸收之外，也被氧彈、內(nèi)筒、溫度計和攪拌器等部件吸收 量熱系統(tǒng)吸收水吸收煤QQQ第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 一、量熱系統(tǒng)吸熱與儀器熱容量的

8、標(biāo)定(E) 因此，必須消除氧彈、內(nèi)筒、溫度計和攪拌器吸熱產(chǎn)生的負(fù)面影響。 這樣就要求了解量熱系統(tǒng)在測量過程中吸收了多少熱量。首先求出量熱系統(tǒng)每升高1吸收的熱值，也就系統(tǒng)熱容量標(biāo)定。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 一、量熱系統(tǒng)吸熱與儀器熱容量的標(biāo)定(E) 儀器標(biāo)定方法： 用已知發(fā)熱量數(shù)值的基準(zhǔn)可燃物質(zhì)（一般用固體苯甲酸）代替煤樣，在該臺氧彈熱量計進(jìn)行發(fā)熱量測定。測得熱值與已知熱值之差，就是該臺儀器的量熱系統(tǒng)吸收的熱量。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 一、量熱系統(tǒng)吸熱與儀器熱容量的標(biāo)定(E) 這

9、種用基準(zhǔn)物質(zhì)測定量熱系統(tǒng)溫度每升高1所需吸收熱量的方法，稱之為“儀器熱容量的標(biāo)定”。儀器熱容標(biāo)定每3個月標(biāo)定一次。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 二、內(nèi)外筒之間的熱交換（即冷卻校正）二、內(nèi)外筒之間的熱交換（即冷卻校正） 對內(nèi)、外筒之間的熱交換這一因素產(chǎn)生的負(fù)面影響加以消除。消除方法叫做“冷卻校正”，即由于與外筒熱交換內(nèi)筒溫度所下降的度數(shù)。然后在溫度計測得的水的溫升上加上冷卻校正值。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 二、內(nèi)外筒之間的熱交換（即冷卻校正）二、內(nèi)外筒之間的熱交換（即冷卻校正） 除了用

10、“”來消除內(nèi)外筒熱交換對發(fā)熱量測值的負(fù)面影響之外，還可以采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施加以消除，即在外筒中裝一個自動控溫電加熱裝置，它能使外筒水溫自動跟蹤內(nèi)筒水溫的變化，使內(nèi)外筒的溫度始終保持一致，幾乎無溫差熱交換。采用自動控溫電加熱裝置的氧彈熱量計，叫做“絕熱式氧彈絕熱式氧彈熱量計熱量計”。需要進(jìn)行“冷卻校正”的，叫做“恒溫式氧彈熱量計恒溫式氧彈熱量計”。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算二、內(nèi)外筒之間的熱交換（即冷卻校正）二、內(nèi)外筒之間的熱交換（即冷卻校正） 冷卻校正公式：0)(avvanCn第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測

11、定結(jié)果的校正和計算 三、量熱溫度計的校正三、量熱溫度計的校正 1、溫度計刻度的校正 （毛細(xì)孔校正）為什么要對溫度計刻度進(jìn)行校正？ 因溫度計內(nèi)部毛細(xì)管的孔徑大小不均勻 ，所以每升高1，水銀上升的高度不一樣。第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算三、量熱溫度計的校正露出柱溫度校正基點(diǎn)溫度校正平均分度值校正孔徑校正（刻度校正）第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 三、量熱溫度計的校正 1、溫度計刻度的校正 溫度計刻度值（對于貝克曼溫度計稱為毛細(xì)孔徑修正）的修正方法有兩種：計算法(1)作圖法第八章第八章 煤的發(fā)熱量測

12、定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算三、量熱溫度計的校正 1、溫度計刻度的校正計算法表中數(shù)據(jù)表示：若溫度計的水銀柱高度在刻度線“1”時，應(yīng)加刻度修正值“0.003”，即校正后實(shí)際溫度為1+0.003=1.003；水銀柱高度位于刻度線4時，修正后的實(shí)際溫度為：4+(-0.001)=3.999。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算三、量熱溫度計的校正 1、溫度計刻度的校正計算法采用線性插值法進(jìn)行計算。第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算三、量熱溫度計的校正 1、溫度計刻度的校正作圖法 根據(jù)溫

13、度計檢定證書給出的毛細(xì)孔徑修正值表，在方格坐標(biāo)紙上以“孔徑修正值”為縱坐標(biāo)，“分度值”為橫坐標(biāo)，會出兩者的關(guān)系圖。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 三、量熱溫度計的校正 2. 平均分度值的修正 煤發(fā)熱量測定方法（GB/T213）的國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，使用貝克曼溫度計測溫時，除了進(jìn)行刻度修正之外，還需要對他的“平均分度值”進(jìn)行修正。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 三、量熱溫度計的校正三、量熱溫度計的校正 2. 平均分度值的修正（H）與實(shí)際的基點(diǎn)溫度相對應(yīng)的實(shí)際的平均分度值H修正；與實(shí)際的基點(diǎn)溫度相對

14、應(yīng)的實(shí)際的“標(biāo)準(zhǔn)”露出柱溫度ts修正； 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 三、量熱溫度計的校正三、量熱溫度計的校正 2. 平均分度值的修正（H） 通過例子來了解分度值的校正方法。第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 三、量熱溫度計的校正三、量熱溫度計的校正 2. 平均分度值的修正（H）(1)與實(shí)際的基點(diǎn)溫度相對應(yīng)的實(shí)際的平均分度 值H修正。例:第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算三、量熱溫度計的校正三、量熱溫度計的校正 2. 平均分度值的修正（H）(2)與實(shí)際

15、的基點(diǎn)溫度相對應(yīng)的實(shí)際的“標(biāo)準(zhǔn)” 露出柱溫度ts修正例:第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 三、量熱溫度計的校正三、量熱溫度計的校正 2. 平均分度值的修正（H）(1)當(dāng)實(shí)際露出柱溫度te與“標(biāo)準(zhǔn)”露出柱溫度ts0（計算值）相差3以上時 :(2)當(dāng)實(shí)際露出柱溫度te與“標(biāo)準(zhǔn)”露出柱溫度 ts0 （計算值）小于相差3時：第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算三、量熱溫度計的校正三、量熱溫度計的校正 2. 平均分度值的修正（H） 在本例中，實(shí)際露出柱溫度te=27.5，“標(biāo)準(zhǔn)”露出柱溫度ts0=20.71。計算

16、得出兩者相差3以上，因此，與實(shí)際露出柱溫度te相應(yīng)的平均分度值H0應(yīng)作修正。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 四、點(diǎn)火絲熱量的校正（四、點(diǎn)火絲熱量的校正（q1） 用于點(diǎn)燃煤樣的點(diǎn)火絲產(chǎn)生的熱量也會被內(nèi)筒水吸收。因此也應(yīng)在發(fā)熱量測值的計算中予以扣除。點(diǎn)火絲可以采用金屬絲，也可用棉線。 常用點(diǎn)火絲：第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算 五、添加物燃燒熱的校正（五、添加物燃燒熱的校正（q2） 對于難燃煤（高灰低熱值煤），需包紙或參入苯甲酸等助燃物后作發(fā)熱量測定。第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第

17、五節(jié) 煤發(fā)熱量測定結(jié)果的校正和計算六、發(fā)熱量計算公式六、發(fā)熱量計算公式第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第六節(jié) 煤發(fā)熱量的類別 一、煤在氧彈試驗條件下燃燒與在工業(yè)燃燒設(shè)備中燃燒，所產(chǎn)生的熱值有什么差別？ 1.煤在氧彈試驗條件下燃燒 煤中水的轉(zhuǎn)化(1)煤中的N、S的轉(zhuǎn)化第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第六節(jié) 煤發(fā)熱量的類別一、煤在氧彈試驗條件下燃燒與在工業(yè)燃燒設(shè)備中燃燒，所產(chǎn)生的熱值有什么差別？ 1.煤在氧彈試驗條件下燃燒 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第六節(jié) 煤發(fā)熱量的類別2.煤在工業(yè)燃燒設(shè)備中燃燒 煤中游離水、化合水以及氫元素燃燒生成的水，吸收熱量氣化后隨

18、燃燒煙氣逸散，使煤的燃燒熱值有所損失。煤中可燃硫生成的SO2，也隨煙氣逸散，不產(chǎn)生硫酸熱效應(yīng)。（95J）煤在空氣中燃燒時，煤有機(jī)質(zhì)中的氮元素，生成游離氮，也隨煙氣逸散，沒有硝酸生成熱產(chǎn)生。 汽化吸熱有機(jī)質(zhì)工業(yè)設(shè)備OH2QQQ第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第六節(jié) 煤發(fā)熱量的類別二、煤發(fā)熱量的種類及含義 1.彈筒發(fā)熱量Qb 單位質(zhì)量的煤，在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)完全燃燒所產(chǎn)生的熱量稱為彈筒發(fā)熱量。燃燒產(chǎn)物為二氧化碳、硝酸、硫酸、液態(tài)水和固態(tài)灰。彈筒發(fā)熱量也即實(shí)驗室內(nèi)用氧彈熱量計直接測得的發(fā)熱量。 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第六節(jié) 煤發(fā)熱量的類別二、煤發(fā)熱量的種類及含義

19、 2.恒容高位發(fā)熱量Qgr,v 由彈筒發(fā)熱量減去硫酸生成熱與二氧化硫生成熱之差，再減去硝酸生成熱，得出高位發(fā)熱量。因為彈筒發(fā)熱量的測定是在恒定容積的氧彈中進(jìn)行的，由此算出的高位發(fā)熱量也相應(yīng)稱為恒容高位發(fā)熱量。 adbbadbadgrQSQQ,95第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第六節(jié) 煤發(fā)熱量的類別二、煤發(fā)熱量的種類及含義 3.恒容低位發(fā)熱量Qnet,v 由恒容高位發(fā)熱量減去水的蒸發(fā)熱（氣化潛熱）得出的就是恒容地位發(fā)熱量。 )23206(,adadadgradnetMHQQ水的氣化潛熱高位發(fā)熱量第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第七節(jié) 各種類別煤發(fā)熱量換算 一、常用基準(zhǔn)

20、有五種基準(zhǔn)是常用的，即：1. 空氣干燥基彈筒發(fā)熱量 Qb,ad 用于表示發(fā)熱量測值原始數(shù)據(jù)空氣干燥基高位發(fā)熱量Qgr,ad2. 國標(biāo)規(guī)定用于表示煤發(fā)熱量測定結(jié)果的報告（報出值）。第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第七節(jié) 各種類別煤發(fā)熱量換算一、常用基準(zhǔn) 有五種基準(zhǔn)是常用的，即：干燥基高位發(fā)熱量Qgr,d 用于評定煤炭質(zhì)量（不同實(shí)驗室對同一種煤的發(fā)熱量測值進(jìn)行核對，以及評價不同煤的熱值）和煤質(zhì)研究。第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第七節(jié) 各種類別煤發(fā)熱量換算一、常用基準(zhǔn)一、常用基準(zhǔn) 有五種基準(zhǔn)是常用的，即：收到基低位發(fā)熱量Qnet,ar 低位發(fā)熱量最接近工業(yè)鍋爐燃燒所產(chǎn)生的實(shí)際熱量，所以收到基低位發(fā)熱量用于工業(yè)鍋爐的熱工設(shè)計和動力用煤的計價等。干燥無灰基高位發(fā)熱量Qgr,daf 用在煤質(zhì)研究方面第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第七節(jié) 各種類別煤發(fā)熱量換算二、煤發(fā)熱量的換算公式 第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量測定 第七節(jié) 各種類別煤發(fā)熱量換算二、煤發(fā)熱量的換算公式換算通式：MMMHQQadadadgrMnet23100100)206(,第八章第八章 煤的發(fā)熱量測定煤的發(fā)熱量