煤炭基础业务及煤炭产品知识文档格式.doc
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世界各地的煤炭资源分布并不平衡，煤炭主要集中在北半球，世界煤炭资源的70%分布在北半球北纬30°
～70°
之间。
其中，以亚洲和北美洲最为丰富，分别占全球地质储量的58%和30%，欧洲仅占8%；
南极洲数量很少。
世界煤炭可采储量的60%集中在美国（25%）、前苏联（23%）和中国（12%），此外，澳大利亚、印度、德国和南非4个国家共占29%。
2001年，上述7国的煤炭产量占世界总产量的80%。
澳大利亚、美国和加拿大可供炼焦的优质烟煤储量丰富，2002年3国的炼焦煤总产量占世界贸易总量的81%。
2、中国煤炭资源
1）煤炭资源丰富，但人均占有量低。
中国煤炭资源虽丰富，但勘探程度较低，经济可采储量较少。
所谓经济开采储量是指经过勘探可供建井，并且扣除了回采损失及经济上无利和难以开采出来的储量后，实际上能开采并加以利用的储量。
在目前经勘探证实的储量中，精查储量仅占30％，而且大部分已经开发利用，煤炭后备储量相当紧张。
中国人口众多，煤炭资源的人均占有量约为234．4t，而世界人均的煤炭资源占有量为312．7t，美国人均占有量更高达1045t，远高于中国的人均水平。
2）煤炭资源的地理分布极不平衡。
中国煤炭资源北多南少，西多东少，煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。
从各大行政区内部看，煤炭资源分布也不平衡，如华东地区的煤炭资源储量的87％集中在安徽、山东，而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区；
中南地区煤炭资源的72％集中在河南，而工业主要在武汉和珠江三角洲地区；
西南煤炭资源的67％集中在贵州，而工业主要在四川；
东北地区相对好一些，但也有52％的煤炭资源集中在北部黑龙江，而工业集中在辽宁。
3）各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想。
中国炼焦煤在地区上分布不平衡，四种主要炼焦煤种中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西，而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区，炼焦煤很少。
在东北地区，钢铁工业在辽宁，炼焦煤大多在黑龙江；
西南地区，钢铁工业在四川，而炼焦煤主要集中在贵州。
4）适于露天开采的储量少露天开采效率高，投资省，建设周期短，但中国适于露天开采的煤炭储量少，仅占总储量的7％左右，其中70％是褐煤，主要分布在内蒙。
新疆和云南。
（三）煤炭的用途
煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用目的总结为两大主要用途：
1、动力煤，2、炼焦煤。
1、我国动力煤的主要用途有：
1）发电用煤：
我国约1/3
以上的煤用来发电，目前平均发电耗煤为标准煤370g/（kW·
h）左右。
电厂利用煤的热值，把热能转变为电能。
2）蒸汽机车用煤：
占动力用煤2%左右，蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/（万吨·
km）左右。
3）建材用煤：
约占动力用煤的l0%以上，以水泥用煤量最大，其次为玻璃、砖、瓦等。
4）
一般工业锅炉用煤：
除热电厂及大型供热锅炉外，一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多，数量大且分散，用煤量约占动力煤的30%。
5）
生活用煤：
生活用煤的数量也较大，约占燃料用煤的20%。
6）冶金用动力煤：
冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤，其用量不到动力用煤量的1%。
2、炼焦煤：
我国虽然煤炭资源比较丰富，但炼焦煤资源还相对较少，炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。
炼焦煤类包括气煤（占13.75%），肥煤（占3.53%），主焦煤（占
5.81%），瘦煤（占4.01%），其它为未分牌号的煤（占
0.55%）；
非炼焦煤类包括无烟煤（占10.93%），贫煤（占5.55
%
），
弱碱煤（占1.74%），不缴煤（占13.8%），长焰煤（占12.52%），褐煤（占12.76%），天然焦（占0.19%），未分牌号的煤（占13.80%）和牌号不清的煤（占1.06%）。
炼焦煤的主要用途是炼焦炭，焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成，一般1.3
吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。
焦炭多用于炼钢，是目前钢铁等行业的主要生产原料，被喻为钢铁工业的“基本食粮”，是各国在世界原料市场上必争的原料之一。
（四）煤炭的各项技术指标及意义
第一个指标：
水分 M
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。
现在我们常报的水份指标有：
1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。
通常规定在8%以下。
2、空气干燥基水份（Mad），指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。
也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。
第二个指标：
灰分A
指煤在燃烧的后留下的残渣。
不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。
灰分高，说明煤中可燃成份较低。
发热量就低。
同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。
能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。
也有用收到基灰分的（Aar）。
第三指标：
挥发份（全称为挥发份产率）V
指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。
挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。
在燃烧中，用来确定锅炉的型号；
在炼焦中，用来确定配煤的比例；
同时更是汽化和液化的重要指标。
常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。
其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。
第四个指标：
固定碳FC
不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。
FC+A+V+M=100，相关公式如下：
FCad=100-Mad-Aad-Vad
FCd=100-Ad-Vd
FCdaf=100-Vdaf
第五个指标：
全硫St
是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。
1%以下才可用于燃料。
部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。
常用指标有：
空气干燥基全硫（St,ad）、干燥基全硫（St.d）及收到基全硫（St,ar）。
第六个指标：
煤的发热量
煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。
煤的发热量时煤按热值计价的基础指标。
煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高，其经济价值愈大。
同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。
煤的发热量表征了煤的变质程度（煤化度），这里所说的煤的发热量，是指用1.4比重液分选后的浮煤的发热量（或灰分不超过10%的原煤的发热量）。
成煤时代最晚煤化程度最低的泥炭发热量最低，一般为20.9～25.1MJ/Kg，成煤早于泥炭的褐煤发热量增高到25～31MJ/Kg，烟煤发热量继续增高，到焦煤和瘦煤时，碳含量虽然增加了，但由于挥发分的减少，特别是其中氢含量比烟煤低的多，有的低于1%，相当于烟煤的1/6，所以发热量最高的煤还是烟煤中的某些煤种。
鉴于低煤化度煤的发热量，随煤化度的变化较大，所以，一些国家常用煤的恒湿无灰基高位发热量作为区分低煤化度煤类别的指标。
我国采用煤的恒湿无灰基高位发热量来划分褐煤和长焰煤。
（1）发热量的单位
热量的表示单位主要有焦耳（J）、卡（cal）和英制热量单位Btu。
焦耳，是能量单位。
1焦耳等于1牛顿（N）力在力的方向上通过1米的位移所做的功。
1J=1N×
0J1MJ=1000KJ，焦耳时国际标准化组织（ISO）所采用的热量单位，也是我国1984年颁布的，1986年7月1日实施的法定计量热量的单位。
煤的热量表示单位：
J/g、KJ/g、MJ/Kg
卡（cal）是我国建国后长期采用的一种热量单位。
1cal是指1g纯水从19.5C加热到20.5C时所吸收的热量。
欧美一些国家多采用15Ccal，即1g纯水从14.5C加热到15.5C时所吸收的热量。
1cal（20Ccal）=4.1816J1cal（15Ccal）=4.1855J
1956年伦敦第误解蒸汽性质国际会议上通过的国际蒸汽表卡的温度比15Ccal还低，其定义如下：
1cal==4.1866J从上看出，15Ccal中，每卡所含热能比20Ccal还高。
英、美等国家目前仍采用英制热量单位（Btu），其定义是：
1磅纯水从32F加热到212F时，所需热量的1/180。
焦耳、卡、Btu之间的关系1Btu=1055.79J（≈1.055×
1000J）1J=9471.58×
10的负7次方Btu20Ccal/g与Btu/1b的换算公式：
因为1Btu=1055.79J,1B=453.6g所以1Btu/1b=1/1.8cal/g1cal/g=1.8Btu/1b
由于cal/g的热值表示因15Ccal或20Ccal等的不同而不同，所以国际贸易和科学交往中，尤其是采用进口苯甲酸（标明其cal/g）作为热量计的热容量标定时，一定要了解是什莫温度（C）或条件下的热值（cal/g）,否则将会对燃烧的热值产生系统偏高或偏低。
为了使热量单位在国内外统一，不须以J取代cal作为煤的发热量表示单位。
（2）煤的各种发热量名称的含义
a.煤的弹筒发热量（Qb）
煤的弹筒发热量，是单位质量的煤样在热量计的弹筒内，在过量高压氧（25～35个大气压左右）中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为25C）。
由于煤样是在高压氧气的弹筒里燃烧的，因此发生了煤在空气中燃烧时不能进行的热化学反应。
如：
煤中氮以及充氧气前弹筒内空气中的氮，在空气中燃烧时，一般呈气态氮逸出，而在弹筒中燃烧时却生成N2O5或NO2等氮氧化合物。
这些氮氧化合物溶于弹筒税种生成硝酸，这一化学反应是放热反应。
另外，煤中可燃硫在空气中燃烧时生成SO2气体逸出，而在弹筒中燃烧时却氧化成SO3，SO3溶于弹筒水中生成硫酸。
SO2、SO3,以及H2SO4溶于水生成硫酸水化物都是放热反应。
所以，煤的弹筒发热量要高于煤在空气中、工业锅炉中燃烧是实际产生的热量。
为此，实际中要把弹筒发热量折算成符合煤在空气中燃烧的发热量。
b.煤的高位发热量（Qgr）
煤的高位发热量，即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。
实际上是由实验室中测得的煤的弹筒发热量减去硫酸和硝酸生成热后得到的热量。
应该指出的是，煤的弹筒发热量是在恒容（弹筒内煤样燃烧室容积不变）条件下测得的，所以又叫恒容弹筒发热量。
由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。
而煤在空气中大气压下燃烧的条件，湿恒压的（大气压不变），其高位发热量湿恒压高位发热量。
恒容高位发热量和恒压高位发热量两者之间是有差别的。
一般恒容高位发热量比恒压高位发热量低8.4～20.9J/g,实际中当要求精度不高时，一般不予校正。
c.煤的低位发热量（Qnet）
煤的低位发热量，是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量，扣除煤中水分（煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水，以及煤中的游离水和化合水）的汽化热（蒸发热），剩下的实际可以使用的热量。
同样，实际上由恒容高位发热量算出的低位发热量，也叫恒容低位发热量，它与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位热量之间也有较小的差别。
d.煤的恒湿无灰基高位发热量（Qmaf）
恒湿，是指温度30C，相对湿度96%时，测得的煤样的水分（或叫最高内在水分）。
煤的恒湿无灰基高位发热量，实际中是不存在的，是指煤在恒湿条件下测得的恒容高位发热量，除去灰分影响后算出来的发热量。
恒湿无灰基高位发热量是低煤化度煤分类的一个指标。
（3）煤的弹筒发热量的测试要点见GB213-87。
（4）煤的高位发热量计算
煤的高位发热量计算公式为：
Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad
式中：
Qgr,ad——分析煤样的高位发热量，J/g;
Qb,ad——分析煤样的弹筒发热量，J/g;
Sb,ad——由弹筒洗液测得的煤的硫含量，%；
95——煤中每1%（0.01g）硫的校正值，J/g;
a——硝酸校正系数。
Qb,ad≤16700J/g,a=0.001
16700J/g<
Qb,ad<
25100J/g,a=0.0012Qb,ad>
25100J/g,a=0.0016
当Qb,ad〉16700J/g，或者12500J/g<
16700J/g，同时，Sb，ad≤2%时，可用St,ad代替Sb,ad。
（5）煤的低位发热量的计算
Qnet,ar=（Qgr,ad-206Had）（100-Mar）/（100-Mad）-23Mar
Qnet,ar——收到基低位发热量，J/g;
Qgr,ad——分析煤样的高位发热量，J/g；
Had——分析煤样氢含量，%；
Mar——收到基水份，%；
Mad——空气干燥基水份，%。
（6）煤的各种基准发热量及其换算
a.煤的各种基准得发热量
如上所述，煤的发热量有弹筒发热量、高位发热量和低位发热量，每一种发热量又有4种基准，所以煤的不同基准的各种发热量有3×
4=12种表示方法，即：
弹筒发热量4种表示方式：
Qb,ad——分析基弹筒发热量；
Qb,d——干燥基弹筒发热量；
Qb,ar——收到基弹筒发热量；
Qb,daf——干燥无灰基弹筒发热量。
高位发热量4种表示形式：
Qgr,ad——分析基高位发热量；
Qgr,d——干燥基高位发热量；
Qgr,ar——收到基高位发热量；
Qgr,daf——干燥无灰基高位发热量。
低位发热量4种表示形式：
Qnet,ad——分析基低位发热量；
Qnet,ar——收到基低位发热量；
Qnet,daf——干燥无灰基低位发热量。
b.煤的各种基准的发热量间的换算煤的各种基准的发热量间的换算公式和煤质分析中各基准的换算公式相似。
Qgr,ad=Qgr,ad×
（100-Mar）/（100-Mad）Qgr,d=Qgr,ad×
100/（100-Mad）Qgr,daf=Qgr,ad×
100/（100-Mad-Aad-CO2,d）式中：
CO2,d——分析煤样中碳酸盐矿物质中CO2的含量（%），当CO2含≤2%时，此项可略去不计Qgr，maf=Qgr,ad×
（100-M）/（100-Mad-Aad-Aad×
M/100）
Qgr，maf——恒温无灰基高位发热量；
M——恒湿条件下测得的水分含量,%。
（五）中国煤炭分类及评价方法
中国煤炭分类，首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤；
对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类；
烟煤部分按挥发分>
10%~20%、>
20%~28%、28%~37和>
37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。
关于烟煤粘结性，则按粘结指数G区分：
0~5为不粘结和微粘结煤；
>
5~20为弱粘结煤；
20~50为中等偏弱粘结煤；
50~65为中等偏强粘结煤；
65则为强粘结煤。
对于强粘结煤，又把其中胶质层最大厚度Y>
25mm或奥亚膨胀度b>
150%（对于Vdaf>
28%的烟煤，b>
220%）的煤分为特强粘结煤。
在煤类的命名上，考虑到新旧分类的延续性，仍保留气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。
在烟煤类中，对G>
85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度B值来区分肥煤、气肥煤与其它烟煤类的界限。
当Y值大于25mm时，如Vdaf>
37%，则划分为气肥煤。
如Vdaf<
37%，则划分为肥煤。
如Y值<
25mm，则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。
如Vdaf>
37%，则应划分为气煤类，如Vdaf>
28%-37%，则应划分为1/3焦煤，如Vdaf在于8%以下，则应划分为焦煤类。
这里需要指出的是，对G值大于100的煤来说，尤其是矿井或煤层若干样品的平均G值在100以上时，则一般可不测Y值而确定为肥煤或气肥煤类。
在我国的煤类分类国标中还规定，对G值大于85的烟煤，如果不测Y值，也可用奥亚膨胀度B值（%）来确定肥煤、气煤与其它煤类的界限，即对Vdaf<
28%的煤，暂定b值>
150%的为肥煤；
对Vdaf>
220%的为肥煤（当Vdaf值<
37%时）或气肥煤（当Vdaf值>
37%时）。
当按b值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时，则以Y值确定的煤类为准。
因而在确定新分类的强粘结性煤的牌号时，可只测Y值而暂不测b值。
中国煤煤分类国家标准表
类别
缩写
分类指标
Vdaf%
G
Ymm
b%
PM%
Qgr,maf
无烟煤
WY
<
=10
-
贫煤
PM
10.0-20.O
=5
贫瘦煤
PS
10.O-20.O
5-20
瘦煤
SM
10.0-20.0
20-65
焦煤
JM
20.0-28.0
50-60
65a
=25.0
（<
=150）
肥煤
FM
10.0-37.0
（>
85a）
25
a
1/3焦煤
1/3JM
28.0-37.0
25.0
220）
气肥煤
QF
37.0
85）
220
气煤
QM
50-65
35
=220）
1/2中粘煤
1/2ZN
20.0-37.0
30-50
弱粘煤
RN
5-30
不粘煤
BN
长焰煤
CY
=35
50
褐煤
HM
=30，
=24
注：
a、G>
85,再用Y值或b值来区分肥煤、气肥煤与其它煤炭，当Y>
25.0mm时，应划分为肥煤或气肥煤，如Y<
=25mm,则根据其Vdaf的大小而划分为相应的其它煤类。
按b值分类时，Vdaf<
=28%,暂定b>
150%的为肥煤，Vdaf>
28%,暂定b>
220%的为肥煤或气肥煤，如按b值和Y值划分的类别有矛盾时，以Y值划分的为准
b、Vdaf>
37%,G<
=5的煤，再以透光率PM来区分其为长焰煤或褐煤。
c、Vdaf>
37%，PM>
30%-50%的煤，再测Qgr,maf，如其值>
24MJ/kg（5739cal/g），应划分为长焰煤。
煤炭分类总表
符号
=10.0
烟煤
YM
10.0
37.O
=50
无烟煤分类表
H*%
无烟煤一号
MY1
0-3.5
0-2.0
无烟煤二号
MY2
3.5-6.5
2.0-3.0
无烟煤三号
MY3
6.5-10.0
3.0
烟煤的分类表
20-50
65
150）
35-50
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