煤炭中全水分对收到基低位发热量影响的规律分析

李微微

摘要：發热量作为动力用煤的主要质量指标，影响发热量的因素有灰分、水分、挥发分。现就全水分而言，在煤炭开采及生产运输过程中较易可控，为加强水分管理意识，掌握生产过程中煤中全水分对低位发热量的影响，下对某集团公司下属13个矿井中的长焰煤、贫瘦煤、焦煤三个煤种的132批煤样进行分析论证：

鉴于煤的发热量随煤的变质程度而呈现有规律的变化，现就长焰煤、贫瘦煤、焦煤分别进行表述：

由上表可见，当煤的干基灰分小于12%时，焦煤一级水分影响发热量80-81 cal/g ;当煤的干基灰分小于20%时，贫瘦煤一级水分影响发热量72-77 cal/g，长焰煤一级水分影响发热量63-70 cal/g;当煤的干基灰分为20%-30%时，贫瘦煤一级水分影响发热量62-69 cal/g，焦煤一级水分影响发热量62-71 cal/g，长焰煤一级水分影响发热量54-63 cal/g;当煤的干基灰分为30%-40%时，贫瘦煤一级水分影响发热量53-62 cal/g，焦煤一级水分影响发热量51-61 cal/g，长焰煤一级水分影响发热量45-54 cal/g;当煤的干基灰分为40%-50%时，贫瘦煤一级水分影响发热量42-51 cal/g，焦煤一级水分影响发热量42-50 cal/g，长焰煤一级水分影响发热量39-45 cal/g;当煤的干基灰分大于50%时，长焰煤一级水分影响发热量发热量影响24-36 cal/g 。

故同一煤种的烟煤中，当干基灰分越低时，全水分对收到基低位发热量的影响越高;当干基灰分越高时，全水分对收到基低位发热量的影响越低，总体呈阶梯式递增或递减。而不同煤种的烟煤，现就论述的长焰煤、贫瘦煤、焦煤三个煤种而言，同一灰分等级时，贫瘦煤煤的发热量受全水分的影响最大，焦煤次之，长焰煤最少。分析其中原因：贫瘦煤是其中变质程度最高的煤种，其煤中碳及可燃物含量相对较高，燃烧时产生的热量高故受水分的影响较大;而长焰煤是三个煤种中变质程度最浅的煤，煤中的可燃物较少，燃烧时产生的热量低故受水分的影响小。

从理论上分析，煤的低位发热量计算公式为：

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

Qgr，ad=Qb，ad-（94.1Sb，ad+αQb，ad）

由公式可见影响低位发热量的因素还包括弹筒发热量、硫分、全水分及分析水，假设某一煤样的弹筒发热量和硫分为定值，那么Mt的值增加，Qnet，ar就会降低，由此可见，全水分含量越高，收到基低位发热量就越低。此外，内在水分的这部分气化热，在计算中也有着不可忽略的影响。煤在存取、制备等过程中会因周围环境湿度的变化而发生改变，故应尽量使煤处于相对稳定的环境中存放以减少水分改变对于发热量的影响。在实际应用中，一般越年轻的煤，其全水分也越高，而全水分的高低主要取决于煤的类别，即发热量高的煤全水分越低。故在实际煤炭采取过程中，要保证全水分没有损失，才能尽可能地提高发热量。

现在，取一个矿井的商品煤样，煤种为贫瘦煤，其质量指标：Mt为5.2%，Ad为23.15%，St，ad为1.62%，Mad 为1.05%，，Qb，ad为23.29MJ/KG，Had为3.20%，通过上述公式计算可得Qnet，ar为21.42 MJ/KG，5122 cal/g;假设将全水分Mt降低1.0，改为4.2%，通过公式计算，此次Qnet，ar为21.67MJ/KG，5182 cal/g ，Qnet，ar增加60 cal/g;若将全水分Mt增加1.0，改为6.2%，那么通过公式计算，此次Qnet，ar为21.17MJ/KG，5063 cal/g，Qnet，ar降低59 cal/g，符合上述规律区间。

综上，重视煤质质量指标，需对影响煤质的灰分、水分、挥发分、发热量等诸多因素进行全面有效地控制。由细节的理论到实践的本质也是一个质量造就品质的过程，故落实每项可控因素，才能确保煤质稳步长效地提高。