基于商品煤化验数据的煤炭发热量估算

帖 呈

（晋能控股山西科学技术研究院设计研究有限责任公司，山西 大同 037000）

1 问题的提出

煤炭发热量作为煤质化验中和商品煤价格结算最重要的数据，为寻找一种精确的发热量计算模型，国内外众多学者对大量煤炭发热量数据进行总结研究，推导出一系列煤炭发热量计算公式，如利用工业分析数据计算烟煤的发热量经验公式[1]：

Qnet，ad=35 860-73.7Vad-395.7Aad-702Mad（1）

式中：Qnet，ad为空干基低位发热量，J·g-1；Mad为一般分析煤样水分，%；Aad为一般分析煤样灰分，%；Vad为一般分析煤样挥发分，%。

部分学者还提出了一种基于煤中可燃组分（固定碳、挥发分）计算煤炭发热量的经验公式模型[2]：

式中：Qnet，ar为收到基低位发热量，cal·g-1；FCar为收到基固定碳，%；Var为收到基挥发分，%。

经实践应用发现，上述两种经验公式都存在一定系统误差，且无法直接利用全水分及工业分析数据（一般分析试验煤样水分、灰分、挥发分）来计算收到基低位发热量。为解决以上问题，需研究一种新型发热量计算公式模型。

2 王坪煤矿烟煤发热量经验公式

王坪煤矿开采石炭二叠纪煤层，气煤，低灰、低硫，为高挥发性的优质工业动力用煤，主要发运18 836～23 022 kJ/kg 之间不同热值的商品煤。商品煤在火车上人工采样，2017 年3 月至2021 年7 月共发运2326 列火车880 多万吨商品煤，对应的化验成分变化范围见表1。

表1 商品煤质指标变化范围

王坪煤矿商品煤全水分、分析水、灰分、挥发分与发热量的关系如图1～图4 所示。

图1 王坪煤矿商品煤全水分与发热量的关系

图2 王坪煤矿商品煤分析水与发热量的关系