培訓煤炭基礎知識課件

1煤炭基礎知識2012年5月10日1煤炭基礎知識2012年5月10日121.概述煤炭是遠古植物殘骸沒入水中經過生物化學作用，然后被地層覆蓋并經過物理化學與化學作用而形成的有機生物巖。它的主要用途是作為工業(yè)的動力燃料的化工產業(yè)原材料。煤炭是地球上蘊藏量最豐富分布地域最廣的化石燃料。據(jù)世界能源委員會的評估，世界煤炭可采資源量達4．84×104億t標準煤，占世界化石燃料可采資源量的66.8％。據(jù)《1997世界能源統(tǒng)計評論》統(tǒng)計，至1996年底，世界煤炭探明的可采儲量為1.03161×104億t，儲采比為224年，其中七位儲量最大的國家依次為美國、中國、澳大利亞、印度、德國、南非和波蘭。中國煤炭資源分布面廣，除上海市外，全國30個省、市、自治區(qū)都有不同數(shù)量的煤炭資源。21.概述煤炭是遠古植物殘骸沒入水中經過生物化學作用，然后被232.煤炭種類有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種（1）褐煤：多為塊狀，呈黑褐色，光澤暗，質地疏松；含揮發(fā)分40%左右，燃點低，容易著火，燃燒時上火快，火焰大，冒黑煙；含碳量與發(fā)熱量較低（因產地煤級不同，發(fā)熱量差異很大），燃燒時間短，需經常加煤。32.煤炭種類有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種34（2）煙煤：一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色而有光澤，質地細致，含揮發(fā)分30%以上，燃點不太高，較易點燃；含碳量與發(fā)熱量較高，燃燒時上火快，火焰長，有大量黑煙，燃燒時間較長；大多數(shù)煙煤有粘性，燃燒時易結渣。

4（2）煙煤：一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色而有光45（3）無煙煤：有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而發(fā)亮。雜質少，質地緊密，固定碳含量高，可達80%以上；揮發(fā)分含量低，在10%以下，燃點高，不易著火；但發(fā)熱量高，剛燃燒時上火慢，火上來后比較大，火力強，火焰短，冒煙少，燃燒時間長，粘結性弱，燃燒時不易結渣。應摻入適量煤土燒用，以減輕火力強度。

有時把揮發(fā)物含量特大的稱做半無煙煤

5（3）無煙煤：有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而發(fā)亮563.煤炭的作用與用途

煤炭的用途十分廣泛，可以根據(jù)其使用目的總結為兩大主要用途：(1)動力煤，(2)煉焦煤。63.煤炭的作用與用途煤炭的用途十分廣泛，可以根據(jù)其使用67我國動力煤的主要用途有：

1)發(fā)電用煤：我國約1/3以上的煤用來發(fā)電，目前平均發(fā)電耗煤為標準煤370g/(kW·h)左右。電廠利用煤的熱值，把熱能轉變?yōu)殡娔堋?/p>

7我國動力煤的主要用途有：

782)蒸汽機車用煤：占動力用煤2%左右，蒸汽機車鍋爐平均耗煤指標為100kg/(萬噸·km)左右。

82)蒸汽機車用煤：占動力用煤2%左右，蒸汽機車鍋爐平均耗89

3)建材用煤：約占動力用煤的l0%以上，以水泥用煤量最大，其次為玻璃、磚、瓦等。

93)建材用煤：約占動力用煤的l0%以上，以水泥用煤量最9104)一般工業(yè)鍋爐用煤：除熱電廠及大型供熱鍋爐外，一般企業(yè)及取暖用的工業(yè)鍋爐型號繁多，數(shù)量大且分散，用煤量約占動力煤的30%。

104)一般工業(yè)鍋爐用煤：除熱電廠及大型供熱鍋爐外，一般企1011

5)生活用煤：生活用煤的數(shù)量也較大，約占燃料用煤的20%。

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5)生活用煤：生活用煤的數(shù)量也較大，約占燃料用煤的211126)冶金用動力煤：冶金用動力煤主要為燒結和高爐噴吹用無煙煤，其用量不到動力用煤量的1%。126)冶金用動力煤：冶金用動力煤主要為燒結和高爐噴吹用無1213(2)煉焦煤

我國雖然煤炭資源比較豐富，但煉焦煤資源還相對較少，煉焦煤儲量僅占我國煤炭總儲量27.65%。

煉焦煤類包括氣煤(占13.75%)，肥煤(占3.53%)，主焦煤(占5.81%)，瘦煤(占4.01%)，其它為未分牌號的煤(占0.55%)；非煉焦煤類包括無煙煤(占10.93%)，貧煤(占5.55%)，弱堿煤(占1.74%)，不粘煤(占13.8%)，長焰煤(占12.52%)，褐煤(占12.76%)，天然焦(占0.19%)，未分牌號的煤(占13.80%)和牌號不清的煤(占1.06%)。

13(2)煉焦煤

我國雖然煤炭資源比較1314

煉焦煤的主要用途是煉焦炭，焦炭由焦煤或混合煤高溫冶煉而成，一般1.3噸左右的焦煤才能煉一噸焦炭。焦炭多用于煉鋼，是目前鋼鐵等行業(yè)的主要生產原料，被喻為鋼鐵工業(yè)的“基本食糧”。

14煉焦煤的主要用途是煉焦炭，焦炭由焦煤或混合煤14154.各煤類的特征

1989年10月，國家標準局發(fā)布《中國煤炭分類國家標準》(GB5751-86)，依據(jù)干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf、粘結指數(shù)G、膠質層最大厚度Y、奧亞膨脹度b、煤樣透光性P、煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量Qgr，maf等6項分類指標，將煤分為14類。根據(jù)變質程度由深（高）到淺（低）將煤炭分為三大類14小類：三大類：無煙煤、煙煤、褐煤。煙煤又分為12類：貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣肥煤、氣煤、1/2中粘煤、弱粘結煤、不粘結煤、長焰煤。

154.各煤類的特征

1989年10月，國家標準局發(fā)布《15161、無煙煤：高固定碳含量，高著火點（約360～420℃）,高真相對密度（1.35～1.90）,低揮發(fā)分產量和低氫含量。除了發(fā)電外，無煙煤主要作為氣化原料（固定床氣化發(fā)生爐）用于合成氨、民用燃料及型煤的生產等。一些低灰低硫高HGI的無煙煤也用于高爐噴吹的原料。

全水Mt：6%、干基灰分Ad：20.00%、干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf：10.00%、干基全硫St,d：=1.0%、發(fā)熱量>5800大卡、灰融熔性ST>1400度

Y=10

161、無煙煤：高固定碳含量，高著火點（約360～420℃）16172、貧煤：煙煤中煤級最高的煤，它的特征是：較高的著火點（350—360℃），高發(fā)熱量，弱粘結性或不粘結。貧煤主要用于發(fā)電和電站鍋爐燃料。燃燒時火焰短，耐燒。

干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf：10.0-20.O

G大約在5左右

172、貧煤：煙煤中煤級最高的煤，它的特征是：較高的著火點（17183、貧瘦煤：揮發(fā)分低，粘結性較差，可以單獨用來煉焦。單獨煉焦時，生成的焦粉較多,當與其他適合煉焦的煤種混合時，貧瘦煤的摻入將使焦炭產品的塊度增大。貧瘦煤也可用于發(fā)電、電站鍋爐和民用燃料等方面。。

干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf：10.0-20.0

G：5-20183、貧瘦煤：揮發(fā)分低，粘結性較差，可以單獨用來煉焦。單獨18194、瘦煤：中度的揮發(fā)分和粘結性，主要用于煉焦。在煉焦過程中可能會產生一些膠質物，膠質層的厚度為6—10mm。由瘦煤單獨煉焦產生的焦炭，機械強度較高但耐磨強度相對較差。除了那部分高灰高硫的瘦煤，瘦煤經常與其他煤種混合煉焦。

全水Mt：6%、干基灰分Ad：20.00%、干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>10-20.00%、干基全硫St,d：=1.0%、發(fā)熱量>5800大卡、灰融熔性ST>1400度

194、瘦煤：中度的揮發(fā)分和粘結性，主要用于煉焦。在煉焦過程19205、焦煤：焦煤是中等及低揮發(fā)分的中等粘結性及強粘結性的一種煙煤。加熱時能產生熱穩(wěn)定性很高的膠質體。單獨煉焦時能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度高的焦炭，其耐磨性也好。

全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>16.00-28.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘結指數(shù)G>65、膠質層厚度Y18-24mm

205、焦煤：焦煤是中等及低揮發(fā)分的中等粘結性及強粘結性的一20216、肥煤：肥煤是低、中、高揮發(fā)分的強粘結性煙煤。加熱時能產生大量的膠質體。單獨煉焦時能生成熔融性好、強度較高的焦炭，其耐磨性有的也較焦煤焦炭為優(yōu)。缺點是單獨煉出的焦炭，橫裂紋較多，焦根部分常有蜂焦。主要用于煉焦（一些高灰高硫的肥煤用來發(fā)電）。

全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>25.00-37.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘結指數(shù)G>85、膠質層厚度Y>25mm

216、肥煤：肥煤是低、中、高揮發(fā)分的強粘結性煙煤。加熱時能21227、1/3焦煤：介于焦煤、氣煤和肥煤之間，具有較高的揮發(fā)分（類似于氣煤），較強的粘結性（類似于肥煤）和很好的煉焦性（類似于焦煤），這也是它被稱為1/3焦煤的原因。單獨煉焦能生成熔融性較好、強度較高的焦炭.1/3焦煤由于其產量高而主要用于煉焦和發(fā)電。

全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>28.00-37.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘結指數(shù)G>65、膠質層厚度Y：=25mm

227、1/3焦煤：介于焦煤、氣煤和肥煤之間，具有較高的揮發(fā)22238、氣肥煤：高揮發(fā)分（接近于氣煤）和強的粘結性（接近于肥煤），它適用于焦化作用產生的城市燃氣和與其他煤種混合煉焦以增加煤氣、焦油等副產品的產量。氣肥煤的顯微組成與其他煤種有很大的差異，殼質組的含量相對較高。

全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>37.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘結指數(shù)G>85、膠質層厚度Y>25mm

238、氣肥煤：高揮發(fā)分（接近于氣煤）和強的粘結性（接近于肥23249、氣煤：氣煤是一種煤化度較淺的煉焦用煤。加熱時能產生較高的揮發(fā)分和較多的焦油。膠質體的熱穩(wěn)定性低于肥煤，能夠單獨煉焦。但焦炭多呈細長條而易碎，有較多的縱裂紋，因而焦炭的抗碎強度和耐磨強度均較其他煉焦煤差,很高的揮發(fā)分和中度的粘結性，主要用于煉焦和發(fā)電。

全水Mt：8%、干基灰分Ad7.01-10.00%、干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>37.00%、干基全硫St,d：=0.6%、粘結指數(shù)G>35、膠質層厚度Y：=25mm249、氣煤：氣煤是一種煤化度較淺的煉焦用煤。加熱時能產生較242510、1／2中粘煤:是一種中等粘結性的中高揮發(fā)分煙煤。其中有一部分在單獨煉焦時能形成一定強度的焦炭，可作為煉焦配煤的原料。粘結性較差的一部分煤在單獨煉焦時，形成的焦炭強度差，粉焦率高。

干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>20.0-37.0

G：>5-30

2510、1／2中粘煤:是一種中等粘結性的中高揮發(fā)分煙煤。其252611、弱粘煤:是一種粘結性較弱的從低變質到中等變質程度的煙煤。加熱時，產生較少的膠質體。單獨煉焦時，有的能結成強度很差的小焦塊，有的則只有少部分凝結成碎焦屑，粉焦率很高。

干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>20.0-37.0

G：>5-302611、弱粘煤:是一種粘結性較弱的從低變質到中等變質程度的262712、不粘煤：不粘煤是一種在成煤初期已經受到相當氧化作用的低變質程度到中等變質程度的煙煤。加熱時，基本上不產生膠質體。煤的水分大，有的還含有一定的次生腐植酸，含氧量較多，有的高達10%以上。主要用于發(fā)電、氣化和民用燃料等。不粘煤主要產于中國的西北部地區(qū)。

干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>20.0-37.0

基本沒有粘結。2712、不粘煤：不粘煤是一種在成煤初期已經受到相當氧化作用272813、長焰煤：長焰煤是變質程度最低的一種煙煤，從無粘結性到弱粘結性的都有。其中最年輕的還含有一定數(shù)量的腐植酸。貯存時易風化碎裂。煤化度較高的年老煤，加熱時能產生一定量的膠質體。單獨煉焦時也能結成細小的長條形焦炭，但強度極差，粉焦率很高。主要用于發(fā)電、電站鍋爐燃料等。

干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>37.0G>35

Y不大于52813、長焰煤：長焰煤是變質程度最低的一種煙煤，從無粘結性282914:褐煤(HM)。褐煤分為透光率Pm＜30％的年輕褐煤和Pm＞30～50％的年老褐煤兩小類。褐煤的特點為：含水分大，(密度較小，無粘結性，并含有不同數(shù)量的腐植酸，煤中氧含量高。

所有煤中最低級的煤，其特征是高水分，高氧含量（約15％—30％），并含有一些腐植酸。主要用于發(fā)電和氣化。無粘結2914:褐煤(HM)。褐煤分為透光率Pm＜30％的年輕褐煤29新疆新業(yè)能源開發(fā)有限責任公司30新疆新業(yè)能源開發(fā)有限責任公司3030315.煤炭六項基本指標第一個指標：水分。

煤中水分分為外在水分（Mf）和內在水分(Mad)、結晶水和分解水。

煤中水分過大是不利于加工、運輸，燃燒時會影響熱穩(wěn)定性和熱傳導，煉焦時會降低焦產率和延長焦化周期。

現(xiàn)在我們常報的水份指標有：

1、全水份（Mt），是煤中所有內在水份和外在水份的總和，也常用Mar表示。通常規(guī)定在8%以下。外在水分為在一定條件下，煤樣與周圍空氣濕度達到平衡時所失去的水分；內在水分為在一定條件下煤樣達到空氣狀態(tài)時所保持的水分

。

2、空氣干燥基水份(Mad)，指煤炭在空氣干燥狀態(tài)下所含的水份。也可以認為是內在水份，老的國家標準上有稱之為“分析基水份”的。1%以下。

315.煤炭六項基本指標第一個指標：水分。

煤中水分分3132第二個指標：灰分

指煤在燃燒的后留下的殘渣。

是煤中這些礦物質在化學和分解后的殘余物。

灰分高，說明煤中可燃成份較低。發(fā)熱量就低.同時在精煤煉焦中，灰分高低決定焦炭的灰分。

能常的灰分指標有空氣干燥基灰（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。也有用收到基灰分的（Aar）。優(yōu)質煤和洗精煤的灰分含量相對較低。加權平均計算灰分值

例:某電廠進原煤3450t，其中1000t煤Ad1=20.79%，1050t煤Ad2=23.48%，1400t煤Ad3=30.64%，求該批煤平均灰分值。

解:Ad（%）=（20.79×1000+23.48×1050+30.64×1400）/（1000+1050+1400）=(20790+24654+42896)/3450=88340/3450=25.61

32第二個指標：灰分

指煤在燃燒的后留下的殘渣。

是煤3233第三指標：揮發(fā)份（全稱為揮發(fā)份產率）V

指煤中有機物和部分礦物質加熱分解后的產物，不全是煤中固有成分，還有部分是熱解產物，所以稱揮發(fā)份產率。

揮發(fā)份大小與煤的變質程度有關，煤炭變質量程度越高，揮發(fā)份產率就越低。

在燃燒中，用來確定鍋爐的型號；在煉焦中，用來確定配煤的比例；同時更是汽化和液化的重要指標。

常使用的有空氣干燥基揮發(fā)份（Vad）、干燥基揮發(fā)份（Vd）、干燥無灰基揮發(fā)份（Vdaf）和收到基揮發(fā)份（Var）。

其中Vdaf是煤炭分類的重要指標之一33第三指標：揮發(fā)份（全稱為揮發(fā)份產率）V

3334第四個指標：固定碳

不同于元素分析的碳，是根據(jù)水分、灰分和揮發(fā)份計算出來的。

FC+A+V+M=100

相關公式如下：

FCad=100-Mad-Aad-Vad

FCd=100-Ad-Vd

FCdaf=100-Vdaf34第四個指標：固定碳

不同于元素分析的碳3435第五個指標：全硫St

是煤中的有害元素，包括有機硫、無機硫。1%以下才可用于燃料。部分地區(qū)要求在0.6和0.8以下，現(xiàn)在常說的環(huán)保煤、綠色能源均指硫份較低的煤。

常用指標有：空氣干燥基全硫(St,ad）、干燥基全硫(St.d)及收到基全(St,ar)。

35第五個指標：全硫St

是煤中的有害元素，3536第六個指標：煤的發(fā)熱量（Q）

煤的發(fā)熱量，又稱為煤的熱值，即單位質量的煤完全燃燒所發(fā)出的熱量，單位為J/g或MJ/kg。

煤的發(fā)熱量時煤按熱值計價的基礎指標。煤作為動力燃料，主要是利用煤的發(fā)熱量，發(fā)熱量愈高，其經濟價值愈大。同時發(fā)熱量也是計算熱平衡、熱效率和煤耗的依據(jù)，以及鍋爐設計的參數(shù)。

發(fā)熱量三種表示方法：

彈筒發(fā)熱量，符號：Qb

高位發(fā)熱量，符號：Qgr

低位發(fā)熱量，符號：Qnet

36第六個指標：煤的發(fā)熱量（Q）

煤的發(fā)熱36

指標影響熱值：

①M水分變化+1%，影響熱值-（60-65）卡/克；②A灰分變化+1%，影響熱值-（90-100）卡/克；③C炭元素變化±1%，影響熱值±80卡/克；④H氫元素變化±1%，影響熱值±30卡/克；⑤O氧元素變化±1%，影響熱值±25卡/克；⑥S硫元素變化±1%，影響熱值±22卡/克；20℃卡與焦耳的換算關系為：

1卡（20℃）=4.1816焦耳（J）

1焦耳（J）=0.2391卡（20℃）

指標影響熱值：

①M水分變化+1%，影響熱值-（3738煤的膠質層指數(shù)（Y值）煤的膠質層指數(shù)，又稱煤的膠質層最大厚度，或Y值。它是原蘇聯(lián)、波蘭等國家煤的分類指標之一，也是我國煤的現(xiàn)行分類中區(qū)分強粘結性的肥煤、氣肥煤的一個分類指標。煤的膠質層指數(shù)，是原蘇聯(lián)列.姆.薩保什尼可夫和列.帕.巴齊列維奇提出的。它的測試要點是根據(jù)不同結焦性的煤在干餾過程中膠質層的厚度、收縮情況和膨脹曲線的不同，測試膠質層的最大厚度（Y值）、最終收縮度（X值）和體積曲線，來表征煤的結焦性。38煤的膠質層指數(shù)（Y值）煤的膠質層指數(shù)，又稱煤的膠質層最3839粘結指數(shù)(G)煙煤的粘結指數(shù)測定是將一定質量的試驗煤樣和專用無煙煤樣按1:5或3:3的配比規(guī)定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦塊在一定規(guī)格的轉鼓內進行強度檢驗，以焦塊的耐磨強度，即抗破壞力的大小來表示煤樣的粘結能力。粘結指數(shù)是判別煤的粘結性、結焦性的一個關鍵指標。39粘結指數(shù)(G)煙煤的粘結指數(shù)測定是將一定質量的試驗煤樣39基準

基準定義：根據(jù)煤存在的狀態(tài)或根據(jù)需要而規(guī)定的“成分組合”常用的燃煤基有四種：收到基（ar）、空氣干燥基(ad)、干燥基(d)、干燥無灰基(daf)煤炭各指標的基準之間可以相互換算。例如：例1：已知煤的收到基灰分Aar為20.00%，全水分Mt為10.00%，求干基灰分Ad為多少？解：Ad（%）=Aar×100/（100-Mt）=20.00×100/（100-10.00）=22.20%例2：已知干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf為45.60%，Mad為2.15%，Aad為30.14%，求空氣干燥基揮發(fā)分Vad為多少？解：Vad（%）=Vdaf×（100-Mad-Aad）/100=45.60×（100-2.15-30.14）=30.88%基準

基準定義：根據(jù)煤存在的狀態(tài)或根據(jù)需要而規(guī)定的“成分組合40416.煤的加工方式分類

按煤的加工方法和質量規(guī)格可分為原煤、精煤、粒級煤、洗選煤和低質煤等五類。

416.煤的加工方式分類按煤的加工方法4142原煤

是指從地下或地下采掘出的毛煤經篩選加工去掉矸石、黃鐵礦等后的煤。煤礦生產出來的未經洗選、未經加工的毛煤也叫原煤。包括天然焦及劣質煤，不包括低熱值煤等。

42原煤

是指從地下或地下采掘出的毛煤經篩選加工去4243精煤

是指經過精選（干選或濕選）后生產出來的，符合質量要求的產品。43精煤

是指經過精選（干選或濕選）后生產出來的，符4344

粒級煤

是指煤通過篩選或精選生產的，粒度下限大于6mm，灰分小于或等于40%的煤。按不同的粒度可分為洗中塊、中塊、洗混中塊、混中塊、洗混塊和混塊、洗大塊和大塊、洗特大塊和特大塊、洗小塊和小塊、洗粒煤和粒煤。44

粒級煤

是指煤通過篩選或精選生產的，粒度下限大4445洗選煤

是指將原煤經過洗選和篩選加工后，已除或減少原煤中所含的矸石、硫分等雜質，并按不同煤種、灰分、熱值和粒度分成若干品種等級的煤。其粒度分級為50mm、25mm、20mm、13mm、6mm以下。洗選煤可分為洗原煤、洗混煤、混煤、洗混末煤、混末煤、洗末煤、末煤、洗粉煤、粉煤等品種。除洗混煤的灰分要求小于等于32%外，其余均要求小于等于40%。

45洗選煤

是指將原煤經過洗選和篩選加工后，已除或減4546

低質煤

是指灰分含量很高的各種煤炭產品。低劣煤用于鍋爐燃燒，不僅經濟性差，而且造成燃燒輔助系統(tǒng)和對流受熱面的嚴重磨損以及維修費用的增加，因為低劣煤灰分比較大，經濟性差，灰分量大，對受熱面的沖刷、磨損嚴重。

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低質煤

是指灰分含量很高的各種煤炭產品。低467.選煤的意義、選煤的定義原煤在生成過程中混入了各種礦物雜質，在開采和運輸過程中不可避免地又混入頂板和底板的巖石及其他雜質(木材、金屬及水泥構件等)，隨著采煤機械化程度的提高和