煤炭中全水分對收到基低位發熱量影響的規律分析

李微微

摘要：發熱量作為動力用煤的主要質量指標，影響發熱量的因素有灰分、水分、揮發分。現就全水分而言，在煤炭開采及生產運輸過程中較易可控，為加強水分管理意識，掌握生產過程中煤中全水分對低位發熱量的影響，下對某集團公司下屬13個礦井中的長焰煤、貧瘦煤、焦煤三個煤種的132批煤樣進行分析論證：

鑒于煤的發熱量隨煤的變質程度而呈現有規律的變化，現就長焰煤、貧瘦煤、焦煤分別進行表述：

由上表可見，當煤的干基灰分小于12%時，焦煤一級水分影響發熱量80-81 cal/g ;當煤的干基灰分小于20%時，貧瘦煤一級水分影響發熱量72-77 cal/g，長焰煤一級水分影響發熱量63-70 cal/g;當煤的干基灰分為20%-30%時，貧瘦煤一級水分影響發熱量62-69 cal/g，焦煤一級水分影響發熱量62-71 cal/g，長焰煤一級水分影響發熱量54-63 cal/g;當煤的干基灰分為30%-40%時，貧瘦煤一級水分影響發熱量53-62 cal/g，焦煤一級水分影響發熱量51-61 cal/g，長焰煤一級水分影響發熱量45-54 cal/g;當煤的干基灰分為40%-50%時，貧瘦煤一級水分影響發熱量42-51 cal/g，焦煤一級水分影響發熱量42-50 cal/g，長焰煤一級水分影響發熱量39-45 cal/g;當煤的干基灰分大于50%時，長焰煤一級水分影響發熱量發熱量影響24-36 cal/g 。

故同一煤種的煙煤中，當干基灰分越低時，全水分對收到基低位發熱量的影響越高;當干基灰分越高時，全水分對收到基低位發熱量的影響越低，總體呈階梯式遞增或遞減。而不同煤種的煙煤，現就論述的長焰煤、貧瘦煤、焦煤三個煤種而言，同一灰分等級時，貧瘦煤煤的發熱量受全水分的影響最大，焦煤次之，長焰煤最少。分析其中原因：貧瘦煤是其中變質程度最高的煤種，其煤中碳及可燃物含量相對較高，燃燒時產生的熱量高故受水分的影響較大;而長焰煤是三個煤種中變質程度最淺的煤，煤中的可燃物較少，燃燒時產生的熱量低故受水分的影響小。

從理論上分析，煤的低位發熱量計算公式為：

Qnet，ar=（Qgr，ad-206Had）*（100-Mt）/（100-Mad）-23Mt

Qgr，ad=Qb，ad-（94.1Sb，ad+αQb，ad）

由公式可見影響低位發熱量的因素還包括彈筒發熱量、硫分、全水分及分析水，假設某一煤樣的彈筒發熱量和硫分為定值，那么Mt的值增加，Qnet，ar就會降低，由此可見，全水分含量越高，收到基低位發熱量就越低。此外，內在水分的這部分氣化熱，在計算中也有著不可忽略的影響。煤在存取、制備等過程中會因周圍環境濕度的變化而發生改變，故應盡量使煤處于相對穩定的環境中存放以減少水分改變對于發熱量的影響。在實際應用中，一般越年輕的煤，其全水分也越高，而全水分的高低主要取決于煤的類別，即發熱量高的煤全水分越低。故在實際煤炭采取過程中，要保證全水分沒有損失，才能盡可能地提高發熱量。

現在，取一個礦井的商品煤樣，煤種為貧瘦煤，其質量指標：Mt為5.2%，Ad為23.15%，St，ad為1.62%，Mad 為1.05%，，Qb，ad為23.29MJ/KG，Had為3.20%，通過上述公式計算可得Qnet，ar為21.42 MJ/KG，5122 cal/g;假設將全水分Mt降低1.0，改為4.2%，通過公式計算，此次Qnet，ar為21.67MJ/KG，5182 cal/g ，Qnet，ar增加60 cal/g;若將全水分Mt增加1.0，改為6.2%，那么通過公式計算，此次Qnet，ar為21.17MJ/KG，5063 cal/g，Qnet，ar降低59 cal/g，符合上述規律區間。

綜上，重視煤質質量指標，需對影響煤質的灰分、水分、揮發分、發熱量等諸多因素進行全面有效地控制。由細節的理論到實踐的本質也是一個質量造就品質的過程，故落實每項可控因素，才能確保煤質穩步長效地提高。