更新时间:2022-08-25 17:45
燃料热值也叫燃料发热量,是指单位质量(指固体或液体)或单位体积(指气体)的燃料完全燃烧,燃烧产物冷却到燃烧前的温度(一般为环境温度)时所释放出来的热量。为合理利用我国能源资源,在动力燃料中 准确测定热值是很重要的。 燃料热值是评价燃料质量的主要指标,是热平衡、热效率和煤耗计算的依据。但热值测定技术较为复杂,影响的因素也较多。现根据工作经验和有关资料,就热值测定中的一些技术向题作一介绍。
固体或液体发热量的单位是千卡/千克(kcal/kg)、千焦耳/千克(KJ/kg)或兆卡/千克(Mcal/kg)、兆焦尔/千克(MJ/kg);气体燃料的发热量单位是千卡/标准立方米(kcal/Nm3)、千焦耳/标准立方米(KJ/Nm3)或兆卡/标准立方米(Mcal/Nm3)、兆焦尔/标准立方米(MJ/Nm3)。燃料热值有高位热值与低位热值两种。
高位热值是指燃料在完全燃烧时释放出来的全部热量,即在燃烧生成物中的水蒸汽凝结成水时的发热量,也称毛热。
低位热值是指燃料完全燃烧,其燃烧产物中的水蒸汽以气态存在时的发热量,也称净热。
高位热值与低位热值的区别,在于燃料燃烧产物中的水呈液态还是气态,水呈液态是高位热值,水呈气态是低位热值。低位热值等于从高位热值中扣除水蒸汽的凝结热。
燃料大都用于燃烧,各种炉窑的排烟温度均超过水蒸汽的凝结温度,不可能使水蒸气的凝结热释放出来,所以在能源利用中一般都以燃料的应用的低位发热量作为计算基础。各国的选择不同,日本、北美各国均习惯用高位热值,而我国、前苏联、德国和经济合作与发展组织是按低位热值换算的,有的国家两种热值都采用。
煤和石油的高低位热值相差约5%,天然气和煤气为10%左右。
燃料名称 热值MJ/kg 折算率
焦炭 25.12-29.308 0.857-1.000
无烟煤 25.12-32.65 0.857-1.114
烟煤 20.93-33.50 0.714-1.143
褐煤 8.38-16.76 0.286-0.572
泥煤 10.87-12.57 0.371-0.429
石煤 4.19-8.38 0.143-0.286
标准煤 29.26 1.000
干木柴(约) 12 0.4101
液体燃料
原油 41.03-45.22 1.400-1.543
重油 39.36-41.03 1.343-1.400
柴油 46.04 1.571
煤油 43.11 1.471
汽油 43.11 1.471
沥青 37.69 1.286
焦油 29.31-37.69 1.000-1.286
天然气 36.22 1.236
油田伴生气 45.46 1.551
矿井气 18.85 0.643
焦炉煤气 18.26 0.623
直立炉煤气 16.15 0.551
油煤气(热裂) 42.17 1.439
油煤气(催裂) 18.85-27.23 0.643-0.929
发生炉煤气 5.01-6.07 0.171-0.207
水煤气 10.05-10.87 0.343-0.371
两段炉水煤气 11.72-12.57 0.400-0.429
混合煤气 13.39-15.06 0.457-0.514
高炉煤气 3.52-4.19 0.120-0.143
转炉煤气 8.38-8.79 0.286-0.300
沼气 18.85 0.643
液化石油气(气态)87.92-100.50 3.000-3.429
液化石油气(液态)45.22-50.23 MJ/kg 1.543-1.714
电能 3.6MJ/度 0.1229
燃料热值可以由热力学数据算得,也可以根据配平的化学方程式半定量估算—大约是每摩尔燃料燃烧时耗氧量摩尔数的100倍 , 单位为千卡 /摩尔 (以焦耳计,如:
(1)辛烷燃烧
C8H18(液)+ 12.5O2 (气)= 8CO2:(气)+ 9H2O(气)
(2)天然气燃烧
CH4(气)+2O2(气)= CO2(气)+ 2H2O
估算天然气热值为100*2=200kcal/mol
当一种化学燃料转变为另一种化学燃料时 , 如果不消耗氧 , 则其所具有的能量并没有明显改变, 因为转变前后燃料燃烧时的耗氧量是相等的, 燃烧热的少量变化可通过变化前后两种燃料的燃烧热相减而得到。
例如: 3C+4H2O=2CH3OH+ CO2
恒温式热量计在测定过程中产生热交换,即量热体系与周围环境产生热交换。根据牛顿冷却定律 , 一个物体的冷却速度与温差 ( 物体温度与周围环垅温度之差 ) 成正比。热值测定中,内筒相当于物体,外筒相当于周围环境,内筒降温速度是否和内外筒温差成正比这要看热量计系统中K是否是常数根据热力学基本原理,热量计内筒的降温,是由内外筒之间热的传导、辐射、对流和蒸发造成的。