煤的發(fā)熱量也稱煤的熱值，是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒后所釋放出的熱能；用kJ/g或

MJ／kg表示。發(fā)熱量是煤最重要的質(zhì)量指標、是煤作為能源的使用價值高低的體現(xiàn)。根據(jù)煤的發(fā)熱量可以計算鍋爐的熱量平衡、耗煤量、熱效率，還可以估算鍋爐燃燒時的理論空氣量、煙氣量以及理論燃燒溫度等，是鍋爐設(shè)計的重要依據(jù)。煤的發(fā)熱量對研究煤質(zhì)和煤的分類也有重要意義。

一．煤的發(fā)熱量的測定原理

一般采用氧彈法測定煤的發(fā)熱量，其基本原理是：稱取Ig左右粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣置入氧彈的燃燒皿中；向氧彈充人氧氣，使氧彈中氧的初壓力為2.6-3.0MPa，然后將氫彈放人充有定量水的內(nèi)桶中，利用電流將煤樣點燃。煤樣燃燒后產(chǎn)生的熱量通過氧彈傳給內(nèi)桶中的水，使水的溫度升高。根據(jù)內(nèi)桶水的溫升和氧彈系統(tǒng)的熱當量（水溫升高1℃，系統(tǒng)所需要的熱量）可以計算出煤在氧彈中燃燒后釋放出的熱量，此即彈筒發(fā)熱量。用Q_b,ad表示。對恒溫式熱量計，在實際測定時還需耍對內(nèi)外桶之間的熱交換進行校正，絕熱式熱量計則不需要校正。

二、煤在氧彈中燃燒與在大氣中燃燒的區(qū)別

    煤在氧彈中燃燒時，氧彈中的氣氛是高壓純氧。在這一特殊條件下，煤的燃燒反應(yīng)與大氣條例下的燃燒有較大的區(qū)別。

    （1）氮（包括氧彈中原有少量空氣中的氮）在高壓氧條件下，部分氮生成了高價氮氧化物，這些高價氮氧化物與水作用生成硝酸。這一過程是放熱的而煤在大氣中燃燒時并不生成高價氮氧化物，更不會在鍋爐內(nèi)生成硝酸而放熱。顯然，煤在氧彈中燃燒時放出較多的熱量。

    （2）煤中的可燃硫（有機硫和硫鐵礦硫）在氧彈中燃燒時。由于高壓氧的存在，生成的SO_2；又轉(zhuǎn)化為SO₃，并與水作用生成了H₂SO₄,H₂SO₄溶于水形成稀硫酸。這一過程也是放熱的。煤在大氣中燃燒時絕大部分的可燃硫以SO₂形式放出。顯然，由于煤中硫的存在。使煤在氧彈中燃燒釋放出的熱量大于煤在大氣中燃燒釋放的熱量。

    （3）煤中的吸附水以及煤中的氫燃燒后生成的水的形式在氧彈中均以液體水的形式存在，而煤在大氣中燃燒時水是以蒸汽的形式排放到大氣中的。由蒸汽變?yōu)橐簯B(tài)的水要釋放出大量的熱。可見，由于水的存在形態(tài)不同，使得煤在氧彈中燃燒后釋放出的熱量大于在大氣中燃燒所釋放出的熱量。

    （4）煤在氧彈中燃燒是恒容燃燒，在大氣中燃燒是恒壓燃燒。在恒壓條件下燃燒時因氣體體積增大需向環(huán)境做功，從而使釋放的熱量減少。在氧彈中燃燒時則不存在向環(huán)境做功的問題，釋放的熱量就大。煤在恒壓和恒容條件下燃燒釋放的熱量差別不大，一般不作校正，直接使用恒容條件下測得的結(jié)果。

三、彈筒發(fā)熱量的校正

    從上面的分析可知，由彈筒測得的彈發(fā)熱量與煤在實際條件下燃燒釋放的熱量有較大的差距，為了得到接近實際的發(fā)熱量值，需對彈筒發(fā)熱量進行校正。如無特別說明，發(fā)熱量均是指恒容發(fā)熱量。

（一）對N、S特殊熱效應(yīng)的校正——恒容高位發(fā)熱量

    從彈筒發(fā)熱量中扣除稀硫酸和稀硝酸生成熱。稱為恒容高位發(fā)熱量，簡稱高位發(fā)熱量；用符號Q_gr，v，ad表示；計算公式如下；

                        Q_{gr，v，ad} =Q_b，ad -（95S_b，ad+a. Q_b，ad）

式中Q_{gr，v，ad}——空氣干燥基的恒容高位發(fā)熱量，J／g；

     Q_b，ad——空氣干燥基的彈筒發(fā)熱量，J／g；

     S_b，ad——由彈筒洗液測得的硫含最，％，滿足下列條件之一時。即可用全硫代替：

                        Q_b，ad＞14.6kJ／g或S_t，ad＜4％

      a——硝酸生成熱校正系數(shù)。試驗證明，a與Q_b，ad有關(guān)，取值如下:

                        Q_b，ad≤16 7kJ／g時,a=0 0010

                   16 7kJ／g＜Q_b，ad≤25.10kJ／g時，a=0.0012

                       Q_b，ad＞25.10kJ／g時a=0 0016

（二）對水不同狀態(tài)熱效應(yīng)的校正——恒容低位發(fā)熱量

    從恒容高位發(fā)熱量中扣除水（煤中的吸附水和氫燃燒生成的水）的汽化熱，稱為恒容低位發(fā)熱量。簡稱低位發(fā)熱量，用符號Q_{net，v，ad}表示計算公式如下：

                        Q_{net，v，ad}=Q_{gr，v，ad}-206H_ad-23M_ad

式中Q_{net，v，ad}——空氣干燥基的恒容低位發(fā)熱量，J／g

     Q_{gr，v，ad}——空氣干燥基的恒客高位發(fā)熱量，J／g；

      H_ad—一煤樣的空氣干燥基氫含量，％；

      M_ad——煤樣的空氣干燥基水分，％；

      206——0.01g氫生成的水的汽化熱，J；

      23—一0.01g吸附水的汽化熱，J；

（三）恒濕無灰基高位發(fā)熱量

    恒濕無灰基是指煤樣含有最高內(nèi)在水分但不含灰分的一種假想狀態(tài)，這時煤樣中只含有可燃質(zhì)和最高內(nèi)在水分。煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量不能直接測定，需用空氣干燥基的高位發(fā)熱量進行換算；公式如下；

          Q_gr，maf=Q_{gr，v，ad}.

式中Q_gr，maf——恒濕無灰基高位發(fā)熱量，KJ/g；

    Q_{gr，v，ad}——空氣干燥基的恒客高位發(fā)熱量，kJ／g；

    M_ad——煤樣的空氣干燥基水分，％；

    A_ad——煤樣的空氣干燥基灰分，％；

      MHC—一煤樣的最高內(nèi)在水分，％。

四、發(fā)熱量的基準換算

    雖然測定煤的發(fā)熱量時采用空氣干燥煤樣；結(jié)果也用空氣干燥基表示，但對于不同的應(yīng)用目的，發(fā)熱量需要用恰當?shù)幕鶞时硎尽⒓痈稍锘?、干燥無灰基和收到基等，這些基準的數(shù)值不能直接得到，需由空氣干燥基的數(shù)據(jù)進行換算而來。

（一）彈筒發(fā)熱量和高位發(fā)熱量的基準換算公式

Q_{gr，v，ad}=Q_{gr，v，ad}                   （8-4）

Q_{gr，v，daf}= Q_{gr，v，ad}              （8-5）

Q_{gr，v，ad}= Q_{gr，v，ad}                    （8-6）

    對于彈簡發(fā)熱量的基準換算．與式（8－4）、（8一5）和（8-6）基本相同；只是將式中的高位發(fā)熱量符號換為相應(yīng)基準的彈筒發(fā)熱量可。

（二）低位發(fā)熱量的基準換算公式

Q_{net，v，ad}=（Q_{gr，v，ad}-206H_ad）    （8-7）

=Q_{gr，v，ad}-206H_ad-23M_t

Q_{net，v，ad}=（Q_{gr，v，ad}-206H_ad）        （8-8）

=Q_{gr，v，ad}-206H_d

Q_{net，v，ad}=（Q_{gr，v，ad}-206H_ad）    （8-9）

= Q_{gr，v，ad}-206H_daf

注：上文摘錄自中國礦業(yè)大學《煤化學》第八章-煤的工業(yè)性質(zhì)

由此可知：

      彈筒發(fā)熱量中扣除稀硫酸和稀硝酸生成熱。稱為恒容高位發(fā)熱量，簡稱高位發(fā)熱量；用符號Qgr，v，ad表示；

      從恒容高位發(fā)熱量中扣除水（煤中的吸附水和氫燃燒生成的水）的汽化熱，稱為恒容低位發(fā)熱量。簡稱低位發(fā)熱量，用符號Qnet，v，ad表示。