燃料发热量的计算方法

1.煤发热量计算

燃料完全燃烧并冷却到参加反应物质的起始温度时所放出的热量称为燃料的发热量。

为使发热量测定值尽量符合实际工作条件，煤的发热量常以收到基的低位发热量Q^a_d表示（以下均简单表示为Q_d），如为空气干燥基、干燥基、干燥无灰基、干燥无矿物质基时，则依次表示为Q^ad_d、Q^d_d、Q^da_d、Q^dm_d。所以表示煤的发热量时，一定要注意其所依据的基的类别。

由空气干燥基的低位发热量Q^ad_d换算为收到基的低位发热量Q_d时，参照表2-6所示换算系数按式（2-4）～式（2-6）计算。

同样

此外，还可利用下式进行高位、低位发热量的换算-225.9H_a （2-6）

式中 Q_d——收到基煤的低位发热量（kJ/kg）；

Q^d_A——干燥基煤的低位发热量（kJ/kg）；

Q^ad_g——空气干燥基煤的高位发热量（kJ/kg）；

M_a——收到基煤的全水分（质量分数，%）；

M_ad——空气干燥基煤的水分（质量分数，%）；

H_a——收到基煤的氢含量（质量分数，%）。

例2 已知烟煤的空气干燥基低位发热量Q^ad_d=28010kJ/kg，空气干燥基水分M_ad=3.55%，收到基水分M_a=4.2%，氢质量分数H_a=5%，求煤的收到基低位发热量Q_d和高位发热量Q_g。

解：由式（2-4）得

由式（2-6），经转化后

=29236kJ/kg

同样

计算煤的发热量时必须具有煤质的分析资料，即煤的工业分析数据或元素分析数据。

（1）用工业分析数据计算煤的发热量（kJ/kg）

1）烟煤

Q^ad_d=35860-73.7V_ad-395.7A_ad-702M_ad+173.6CRC （2-7）

式中V_ad、A_ad、M_ad——空气干燥基煤的挥发分、灰分和水分含量（质量分数，%）；

CRC——焦渣特性，无此分析数据时，CRC=0。

2）无烟煤

Q^ad_d=32346.8-161.5V_ad-345.8A_ad-360.3M_ad+1042.3H_ad （2-8）

式中，H_ad采用矿区的平均测定值，如无该测定值时则用式（2-9）作简易计算。

Q^ad_d=34813.7-24.7V_ad-382.2A_ad-563M_ad （2-9）(www.xing528.com)

3）褐煤

Q^ad_d=31733-70.5V_ad-321.6A_ad-388.4M_ad （2-10）

（2）用元素分析数据计算煤的发热量（kJ/kg）

Q^ad_d=12808+216.6C_ad+734.2H_ad-200O_ad-133A_ad-188M_ad （2-11）

或 Q^ad_d=6984+275C_ad+805.7H_ad+60.7S_ad-142.9O_ad-74.4A_ad-129.2M_ad （2-12）

式中 C_ad、H_ad、S_ad、O_ad——空气干燥基煤中C、H、S、O的质量分数（%）。

例3 煤的分析数据为：C_ad61.3%，H_ad3.27%，O_ad3.34%，S_ad2.95%，V_ad16.34%，A_ad27.26%，M_ad0.96%，求空气干燥基煤的发热量。

（1）按工业分析数据计算　由式（2-7），当焦渣特性CRC不计时

Q^ad_d=35860-73.7V_ad-395.7A_ad-702M_ad=（35860-73.7×16.34-395.7×27.26-702×0.96）kJ/kg=23195kJ/kg

（2）按元素分析数据计算　由式（2-12）得

Q^ad_d=6984+275C_ad+805.7H_ad+60.7S_ad-142.9O_ad-74.4A_ad-129.2M_ad=（6984+275×61.3+805.7×3.27+60.7×2.95-142.9×3.34-74.4×

27.26-129.2×0.96）kJ/kg=24028kJ/kg

2.液体燃料发热量计算

单位燃料完全燃烧后，燃烧生成气中水蒸气冷凝为0℃的水时燃料所放出的全部热量称为高位发热量Q_g（kJ/kg）；燃烧生成气中水蒸气冷却为20℃汽态水时燃料所放出的全部热量称为低位发热量Q_d（kJ/kg）。

高位发热量Q_g=339.15C+1256.1H-108.86×（O-S） （2-13）

低位发热量Q_d=339.15C+1030H-108.86×（O-S）-25.1M （2-14）

式中C、H、O、S、M——燃料中碳、氢、氧、硫、水分的质量分数（%）。

3.气体燃料发热量计算

高位发热量（kJ/kg）：

Q_g=126.4CO+127.7H₂+397.7CH₄+696.6C₂H₆+991.2C₃H₈+1284.7C₄H₁₀+630C₂H₄+918.4C₃H₆+1213.9C₄H₈+257H₂S （2-15）

低位发热量（kJ/kg）：

Q_d=126.5CO+108.1H₂+359.6CH₄+636.3C₂H₆+910.8C₃H₈+1204.3C₄H₁₀+589.8C₂H₄+858.1C₃H₆+1133.5C₄H₈+236.9H₂S （2-16）

式中 CO、H₂、CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₄H₁₀、C₂H₄、C₃H₆、C₄H₈、H₂S——气体燃料中可燃气体的体积分数（%）。

4.高位发热量与低位发热量的关系式

（1）固体及液体燃料

Q_d=Q_g-25.1（9H+M） （2-17）

（2）气体燃料

例4 嘉阳焦煤制备的混合发生炉煤气其可燃成分（体积分数）为：CO29.3%，H₂12.5%，CH₄2.2%，C₂H₄0.2%，H₂S0.06%，试计算其低位发热量。

解：由式（2-16），低位发热量为

Q_d=126.5CO+108.1H₂+359.6CH₄+589.8C₂H₄+236.9H₂S=（126.5×29.3+108.1×12.5+359.6×2.2+590.3×0.2+236.9×0.06）kJ/m³=5981kJ/m3