煤的高位发热量的测定方法和低位发热量的计算方法(精)

适用范围

本标准规定了煤的高位发热量的测定方法和低位发热量的计算方法。 本标准适用于泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭及碳质页岩。

2 方法提要

2.1 高位发热量 煤的发热量再氧弹热量计中进行测定。一定量的分析试样在氧弹热量计中 .在充 有过量氧气的氧弹内燃烧。 氧弹的热量计的热容量通过在相近条件下燃烧一定量 的基准量热物苯甲酸来确定。 根据试样燃烧前后热系统产生的温升， 并对点火热 等附加热进行校正后即可求得试样的弹筒发热量。 从弹筒发热量中扣除生成热和硫酸校正热 （硫酸与二氧化硫形成热之差 ）即 得高位发热量。

2.2 低位发热量 煤的恒容低位发热量和恒压低位发热量可以通过分析试样的高位发热量计算计 算恒容低位发热需要知道煤样中水分和氢的含量。 原则上计算恒压低位发热量还 需知道煤样中氧和氮的含量。 3．试验室条件

———进行发热量测定的试验室， 应为单独房间， 不得在同一房间内同时进行其 他试验项目。

———室温应保持相对稳定，每次测定室温变化不应超过 1℃, 室温以不超过 15℃～30℃范围为宜。

———室内应无强烈的空气对流， 因此不应有强烈的热源、 冷源和风扇等， 试验 过程中应避免开启门窗。

———试验室最好朝北，以避免阳光照射， 否则热量计应放在不受阳光直射的地 方。 4. 试剂和材料

4.1 氧气（GB 3853） 99.5%纯度，不含可燃成分，不允许适用电解氧。 4.2 氢氧化钠标准溶液 c（ NaOH）≈ 0.1 mol/L

称取优级纯氢氧化钠( GB/T 629)4g ,溶解于 1000mL 经煮沸冷却后的水中，混 合均匀，装入塑料瓶或塑料筒内，拧紧盖子。然后用优级纯苯二甲酸氢钾 (GB/T 1257)进行标定。

4.3 甲基红指示剂 2g /L 。

称取

0.2 g 甲基红(HG 3-958-7 6 ),溶解在 100mL水中。

4.4 苯甲酸 基准量热物质，二等或二等以上。经权威计量机关检定或授权检定 并标明标准热值。

4.5 点火丝 直径 0. 1 mn 左右的铂、铜、镍丝或其他已知热值的金属丝或棉线， 如使用棉线， 则应选用粗细匀匀， 不涂蜡的白棉线。 各种点火丝点火时放出的热 量如下 :

铁丝 : 6700J/g 镍铬丝: 6000J/g 铜丝: 2500J/g 棉线: 17500J/g

6.6 酸洗石棉绒 使用前在 800℃下灼烧 30min。

6.7 擦镜纸 使用前先测出燃烧热 :抽取 3张～4 张纸，团紧，称准质量。放人燃 烧皿中，然后按常规方法测定发热量。取 3 次结果的平均值作为擦镜纸热值。 5 仪器设备 5. 1 热量计

5.1.1 总则 热量计是由燃烧氧弹、内筒、外筒、搅拌器、温度传感器和试样点火装置、温度 测量和控制系统以及水构成。

通用热量计有两种， 恒温式和绝热式， 它们的量热系统被包围在充满水的双层夹

套(外筒)中。它们的差别只在于外筒及附属的自动控温装置，其余部分无明显区 别。

无水热量计的内筒、 搅拌器和水被一个金属块代替。 氧弹为双层金属构成。 其中 嵌有温度传感器，氧弹本身组成了量热系统。

自动氧弹热量计原则上应按照本标准第 7章和第 8章中的原理和规定设计和构 造，并按照 9.3 的规定计算分析试样的弹筒发热量和恒容高位发热量。

发热量的 结果应以焦耳每克 (J/g)或兆焦每千克 (MJ/kg) 单位报出。 自动氧弹热量计在每次试验中必须详细给出规定的参数， 打印的或以另外方式记 录的各次试验的信息包括温升，冷却校正值 (恒温式 )、有效热容量、样品质量、 点火热和其他附加热 ;由此进行的听有计算都能人工验证，所用的计算公式应在 仪器操作说明书中给出。 计算中用到的附加热应清楚地确定， 所用的点火热， 副 反应热的校正应该明确说明。

本标准也允许使用其他氧弹热量计， 只要它们的标定条件， 标定和发热量测定时 条件的相似性，试样质量与氧弹的容积，充氧压力，氧弹中加水量，以及测定的 精密度和准确度等方面符合本标准的基本 要求均可使用。 热量计的精密度和准确度要求为， 测试精密度 :5 次苯甲酸测试结果的相对标准差 不大于 0.20%；准确度 :标准煤祥测试结果与标准值之差都在不确定度范围内， 或者用苯甲酸作为样品进行 5 次发热量测定，其平均值与标准热值之差不超过 50J/g。

注 : 除燃烧不完全的结果外，所有的测试结果不能随意舍弃。

5. 1.2 氧弹 由耐热、耐腐蚀的镍铬或镍铬钥合金钢制成 .需要具备 3个主要性能 :

a) 不受燃烧过程中出现的高温和腐蚀性产物的影响而产生热效应； b) 能承受充氧压力和燃烧过程中产生的瞬时高压 ; c) 试验过程中能保持完全气密。

弹筒容积为 250mL～350mL，弹头上应装有供充氧和排气的阀门以及点火电源的 接线电板。

新氧弹和新换部件 (弹筒、弹头、连接环)的氧弹应经 20.0 MPa的水压试验， 证明 无问题后方能使用。 此外，应经常注意观察与氧弹强度有关的结构， 如弹筒和连 接环的螺纹、进气阀、出气阀和电极与弹头的连接处等， 如发现显著磨损或松动， 应进行修理，并经水压试验合格后再用。

氧弹还应定期进行水压试验，每次水压试验后，氧弹的使用时间一般不应超过 2 年。

当使用多个设计制作相同的氧弹时，每一个氧弹都必须作为一个完整的单元使

用。氧弹部件的交换使用可能导致发生严重的事故。

5.1.3 内筒 用紫铜、黄铜或不锈钢制成，断面可为椭圆形、菱形或其他适当形状。筒内装水 2000mL～3000mL，以能浸没氧弹 （进、出气阀和电极除外 ）为准。 内筒外面应高度抛光，以减少与外筒间的辐射作用。

5. 1.4 外筒 为金属制成的双壁容器， 并有上盖。外壁为圆形， 内壁形状则依内筒的形状而定； 外筒应完全包围内筒，内外筒间应有 10 mm～12 mm 的间距，外筒底部有绝缘 支架，以便放置内筒。

a）恒温式外筒 :恒温式热量计配置恒温式外筒。自动控温的外筒在整个试验过程 中，外筒水温变化应控制在± 0.1 K 之内或更低 ;非自动控温式外筒一静态式外 筒，盛满水后其热容量应不小于热量计热容 量的 5 倍，以便保持试验过程中外 筒温度基本恒定。外筒的热容量应该是 :当冷却常数约为 0.0020 min-1 时.从试样 点火到末期结束时的外筒温度变化小于 0.16K ；当冷却常数约为 0.0030 min-1 时，此温度变化应小于 0.11K。外筒外面可加绝缘保护层，以减少室温波动的影 响。用于外筒的温度计应有 0.1 K 的最小分度值。

b） 绝热式外筒 :绝热式热量计配置绝热式外筒。外筒中装有加热装置，通过自动 控温装置， 外筒水温能紧密跟踪内筒的温度。 外筒的水还应在特制的双层盖中循 环。

自动控温装置的灵敏度应能达到使点火前和终点后内筒温度保持稳定 （5min 内温 度变化平均不超过 0.0005 K/min） ；在一次试验的升温过程中，内外筒间热交换 量应不超过 20 J。 5.1.5 搅拌器

螺旋桨式或其他形式。 转速（400～600）r/min为宜。并应保持恒定。 搅拌器轴杆与 外界应采用有效的隔热措施， 以尽量减少量热系统与外界的热交换。 搅拌器的搅 拌效率应能使热容量标定中由点火到终点的时间不超过 10 min，同时又要避免产 生过多的搅拌热 （当内、外筒温度和室温一致时 .连续搅拌 10 min 所产生的热量不 应超过 120 J）。 5.1.6

量热温度计

用于内筒温度测呈的量热温度计至少应有 0.001K 的分辨率，以便能以

0.002K 或更好的分辨率测定 2K 到 3K 的温升 ;它代表的绝对温度应能达到近 0.1K。量热 温度计在它测量的每个温度变化范围内应是线性的或线性化的它们均应经过计 量部门的检定，证明已达到上述要求，有两种类型的温度计可用于此目的。

a) 玻璃水银温度计 常用的玻璃水银温度计有两种 :一种是固定测温范围的精密温度计 ;一种是可交测 温范围的贝克曼温度计。两者的最小分度位应为 0.01K。使用时应根据计量机关 检定证书中的修正值做必要的校正。

两种温度计都应进行温度校正 (贝克曼温度计称为孔径校正 )，贝克曼温度计除这 个校正值外还有一个称为“平均分度值”的校正值。

为了满足所需要的分辨率， 需要使用 5 倍的放大镜来读取温度， 为防止水银柱在 玻璃上的粘滞，通常需要一个机械振荡器来敲击温度计。如果没有机械振荡器， 在读取温度前应人工敲击温度汁。

b) 数字显示温度计

数字显示温度计可代替传统的玻璃水银温度计， 这些温度计是由诸如铂电阻、 热 敏电阻以及石英晶体共振器等配备台适的电桥， 零点控制器、 频率计数器或其他 电子设备构成，它们应能提供符合要求的 分辨率，这些温度计的短期重复性应该为 0.001K 或更好， 6个月内的长期漂移 不应超过 0.05K ，线性温度传感器在发热量测定中引起的偏倚比非线性温度传 感器的小。

5.2 附属设备

5.2. 1 燃烧皿 铂制品最理想一般可用镍铬钢制品。规格可采用高 17mm～18m m、底部直径 19mm～ 20mm、上部直径 25mm～26mm，厚 0.5mm。其他合金钢或石英制的燃烧 皿也可使用，但以能保证试样燃烧完全而本身又不受腐蚀和产生热效应为原则。

5.2.2 压力表和氧气导管 压力表由两个表头组成 :一个指示氧气瓶中的压力，一个指示充氧时氧弹内的压 力。表头上应装有减压阀和保险阀。 压力表每 2 年应经计量部门检定一次， 以保 证指示正确和操作安全。

压力表通过内径 1mm～2mm 的无缝铜管与氧弹连按，或通过高强度尼龙管与充 氧装置连按，以便导入氧气。

压力表和各连接部分禁止与油脂接触或使用润滑油。 如不慎沾污， 必须依次用苯 和酒精清洗 .并待风干后再用。 5.2.3点火装置

点火采用 12 V～24V的电源，可由 220V交流电源经变压器供给。 线路中应串接 一个调节电压的变阻器和一个指示点火情况的指示灯或电流计。

点火电压应预先试验确定。方法 :接好点火丝，在空气中通过电试验。在熔断式 点火的情况下， 调节电压使点火丝在 1s～2s内达到亮红； 在棉线点火的情况下， 调节电压使点火丝在 1s～5s 内达到暗红， 电压和时间确定后， 应准确测出电压、 电流和通电时间，以便计算电能产生的热量。

如采用棉线点火， 则在遮火罩以上的两电极柱间连接一段直径约 0.05 的镍铬丝， 丝的中部预先绕成螺旋数圈，以便发热集中。

5. 2. 4 压饼机 螺旋式、杠杆式或其他形式压饼机。 能压制直径 10mm 的煤饼或苯甲酸饼。 模具 及压杆应用硬质钢制成，表面光洁，易于擦拭。 5. 2. 5

秒表或其他能指示 10s 的计时器 5. 3 天平 5. 3.1

分析天平 :感量 0.1mg。 5. 3.2

工业天平 :载量 1kg～5kg，感量 1g。

6 测定步骤

6.1 概述 发热量的测定由两个的试验组成， 即在规定的条件下基准量热物质的燃烧试 验（热容量标定） 和试样的燃烧试验。 为了消除未受控制的热交换引起的系统误 差，要求两种试验的条件尽量相近。 试验包括定量进行燃烧反应到定义的产物和测量整个燃烧过程引起的温度变化。 试验过程分为初期、主期 （反应期 ）和末期。对于绝热式热量计，初期和末期是为 了确定开始点火的温度和终点温度； 对于恒温式热量计， 初期和末期的作用是确 定热量计的热交换特性，以便在燃烧反应 期间对热量计内筒与外筒间的热交换进行校正。初期和末期的时间应足够长。 6.2 恒温式热量计法

6.2.1 按使用说明书安装调节热量计

6.2.2 在燃烧皿中称取粒度小于 0.2mm的空气干燥煤样 0.9g ～1.1g （称准到 0.0002g ）。

燃烧时易于飞溅的试样， 可用已知质量的擦镜纸包紧再进行测试， 或先在压饼机 中压饼并切成 2mm～4 mm 的小块使用。 不易燃烧完全的试样， 可先在燃烧皿底 铺上一个石棉垫，或用石棉绒吓（ 4.6）

做衬垫 （先在皿底铺上一层石棉绒，然后以手压实 ）。石英燃烧皿不需任何衬垫。

如加衬垫仍燃烧不完全，可提高充氧压力至 3.2 MPa，或用已知质量和热值的擦 镜纸包裹称好的试样并用手压紧，然后放入 燃烧皿中。 6.2. 3 取一段已知质量的点火丝， 把两端分别接在两个电极柱上， 弯曲点火丝接近试样， 注意与试样保持良好接触或保持微小的距离 （对易飞溅和易燃的

煤 ）；并注意勿使 点火丝接触燃烧皿， 以免形成短路而导致点火失败， 甚至烧毁燃烧皿。 同时还应 注意防止两电极间以及燃烧皿与另一电极之间的短路。 当用棉线点火时，把棉线的一端固定在已连接到两电极柱上的点火丝上 （最好夹 紧在点火丝的螺旋中 ），另一端搭接在试样上，根据试样点火的难易，调节搭接 的程度。对于易飞溅的煤样，应保持微小的 距离。

往氧弹中加入 10mL 蒸馏水。 小心拧紧氧弹盖， 注意避免燃烧皿和点火丝的位置 因受震动而改变，往氧弹中缓缓充人氧气，直至压力到 2.8 M Pa～3.0 M Pa，充 氧时间不得少于 15s ；如果不小心充氧

压力超过 3. 3 MPa ，停止试验，放掉氧气后，重新充氧至 3. 2 MPa 以

下。当钢 瓶中氧气压力降到 5.0 MPa以下时，充氧时间应酌量延长，压力降到 4.0 MPa以 下时，应更换新的钢瓶氧气。

6.2.4

往内筒中加人足够的蒸馏水，使氧弹盖的顶面 （不包括突出的进、出气阀和电极 ） 淹没在水面下 10 mm～ 20 mm。每次试验时用水量应与标定热容量时一致 （相差 1 g 以内 ） 。

水量最好用称量法测定。 如用容量法， 则需对温度变化进行补正。 注意恰当调节 内筒水温，使终点时内筒比外筒温度高 1K 左右，以使终点时内筒温度出现明显 下降。外筒温度应尽量接近室温，相差不得超过 1. 5 K。

6.2.5 把氧弹放人装好水的内筒中， 如氧弹中无气泡漏出， 则表明气密性良好， 即可把 内筒放在外筒的绝缘架上 :如有气泡出现，则表明漏气，应找出原因，加以纠正， 重新充氧。 然后接上点火电极插头， 装上搅拌器和量热温度计， 并盖上外筒的盖 子。温度计的水银球 （或温度传感器 ）对准氧弹主体 （进、出气阀和电极除外 ）的中 部，温度计和搅拌器均不得接触氧弹和内筒。 靠近量热温度计的露出水银柱的部 位

（使用玻璃水银温度计时 ），应另悬一支普通温度计，用以测定露出柱的温度。 6.2.6

开动搅拌器， 5min 后开始计时和读取内筒温度 （t0）并立即通电点火。随后记下外 筒温度（t）和露出柱温度 （t）力。外简温度至少读到 0. 05 K，内筒温度借助放大镜 读到 0. 001 K。读取温度时，视线、放大镜中线和水银柱顶端应位于同一水平上， 以避免视差对读数的影响。每次读数前，应开动振荡器振动 3 s～5 s。 6.2.7

观察内筒温度（注意 :点火后 20s 内不要把身体的任何部位伸到热量计上方 ）。如 在 30s 内温度急剧上升，则表明点火成功。点火后 1'40''了时读取一次内筒混度 （t1'40''），读到 0.01K 即可。 6.2.8

接近终点时，开始按 1 min间隔读取内筒温度。读温前开动振荡器，读准到

0. 001 K。以第一个下降温度作为终点温度 （t）。试验主要阶段至此结

束。

注：一股热量计由点火到终点的时间为 8min～10min。对一台具体热量计，可根 据经验恰当掌握。

6.2.6 停止搅拌，取出内筒和氧弹，开启放气阀，放出燃烧废气，打开氧弹，仔细观察 弹筒和燃烧皿内部，如果有试样燃烧不完全的迹象或有炭黑存在，试验应作废。 量出未烧完的点火丝长度，以便计算实际消耗量。

用蒸馏水充分冲洗氧弹内各部分、 放气阀， 燃烧皿内外和燃烧残渣。 把全部洗液 （共约 100mL）收集在一个烧杯中供测硫使用 （见本标准

7.3.2）。

6.3 绝热式热量计法

6.3. 1 按使用说明书安装和调节热量计。 6.3.2 按本标准 6.2 .2 步骤称取试样。 6.3.3 按本标准 6.2.3 步骤准备氧弹。 6.3. 4

按本标准 6.2. 4 步骤称出内筒中所需的水。 调节水温使其尽量接近室温。 相差不 要超过 5K，以稍低于室温为最理想。内筒温度过低，易引起水蒸气凝结在内筒 外壁:温度过高，易造成内筒水的过多蒸发。这都对获得准确的测定结果不利。 6.3.5

按本标准 6.2. 5 步骤安放内筒、氧弹、搅拌器和温度计。 6.3.6

开动搅拌器和外筒循环水泵， 开通外筒冷却水和加热器。 当内筒温度趋于稳定后， 调节冷却水流速，使外筒加热器每分钟自动接通 3 次～ 5 次（由电流计或指示灯观 察）。如自动控温线路采用可控硅代替继电器，则冷却水的调节应以加热器中有 微弱电流为准。

调好冷却水后，开始读取内筒温度，借助放大镜读到 0.001K ，每次读数前，开 动振荡器 3s～5s。当以 1 min 为间隔连续 3 次温度读数极差不超过 0.001 K 时， 即可通电点火，此时的温度即为点火温度 t。否则，调节电桥平衡钮，直到内筒 温度达到稳定，再行点火。

点火后 6min～ 7min，再以 1min 间隔读取内筒温度， 直到连续 3 次读数极差不超 过 0.001 K 为止。取最高的一次读数作为终点温度 t 。 6.3.7

关闭搅拌器和加热器 （循环水泵继续开动 ），然后按本标准 6.2.9 步骤结束试验。

6.4 自动氧弹热量计法

6. 4. 1 按照仪器说明书安装和调节热量计。 6.4.2 按本标准的 6.2 .2 步骤称取试样。 6.4.3 按本标准的 6.2 .3 步骤准备氧弹。

6.4.4 按仪器操作说明书进厅其余步骤的试验，然后按本际准 6.2.9 步骤结束试验。

6. 4. 5 试验结果被打印或显示后，校对输人的参数，确定无误后报出结果 .

7 测定结果的计算

7. 1 温度校正

7.1.1 温度计校正 使用玻璃温度计时，应根据检定证书对点火温度和终点温度进行校正。

a） 温度计刻度校正 根据检定证书中所给的孔径修正值校正点火温度 t0 和终点温度 tn，再由校正后 的温度（t0－h0）和（tn－hn）求出温升，其中 h0和 hn分别代表 t0和 tn的孔径修正 值。

b） 若使用贝克曼温度计，需进行平均分度值的校正。 调定基点温度后，应根据检定证书中所给的平均分度值计算该基点温度下对应于 露出柱温度 （根据检定证书 所给的露出柱温度计算而得 ）的平均分度值 H0。

在试验中，当试验时的露出柱温度 te 与标准露出柱温度相差 3℃以上时，按 下 式计算平均分度值 H：

1）

式中：

H0——该基点温度下对应于标准露出柱温度时的平均分度值；

——该基点温度所对应的标准露出柱温度，单位为摄氏度（℃）； ——试验中的实际露出柱温度，单位为摄氏度（℃）； 0.00016——水银对玻璃的相对膨胀系数。 7.1.2冷却校正

绝热式热量计的热量损失可以忽略不计， 因而无需冷却校正。 恒温式热量计的内 筒在试验过程中与外筒间始终发生热交换， 对此散失的热量应予校正， 办法是在 温升中加上校正值 C，这一校正值称为冷却校正值，计算方法如下： 首先根据点火时和终点时的内外筒温差 t0－tj 和 tn－tj ，从

v～ （t－tj） 关系曲线 （按 8.1～8.4标定）中查出相应的 v0 和 vn，或根据预先标定出的式（ 2）、式（ 3）计 算出 v0 和 vn： ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 2） ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 3） 式中：

V0——点火时因内外筒温差影响下造成的内筒降温速度，单位为开尔文每分钟

K/min ；

Vn——终点时因内、外筒温差引起的内筒降温速度， K/min ； k——热量计的冷却常数 （按 8.3～8.4 条标定 ），单位为每分钟（ min-1 ）； A——热量计的综合常数 （按 8.3～8.4 条标定 ），单位为每分钟（ min-1 ）； t0－ tj ——点火时的内、外筒温度差，单位为开尔文（ K ）； tn－ tj ——终点时的内、外筒温度差，单位为开尔文（ K ）；

tj ——外筒温度，单位为开尔文（ K ）。 然后按下述公式计算冷却校正值：⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 4）

式中：

C——冷却校正值，单位为开尔文（ K ）；

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4）（

n——由点火到终点的时间，单位为分钟（ min ）；

a——当△ / △１′40″≤ 1.20时， a=△ / △１′ 40″－ 0.10；

当△/ △１′ 40″>1.20时， a=△/ △１′ 40″;

其中△为主期内总温升 （△=tn－t0），△１′ 40″为点火后１′ 40″时的温升 （△ １′ 40″=t １′ 40″－t0）。

在氧弹热量计中，或在特殊需要的情况下，可使用瑞 - 方（ Regnault-

Pfandler ） 公式：

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 5）

式中：

ti ——主期内第 i min 时的内筒温度。 其余符号意义同前。

适用瑞 -方公式，在操作步骤上要求点火后至少每分钟读温一次，直至终点。 7.2 点火热校正

在熔断式火法中，应由点火丝的实际消耗量 （原用量减掉残余量 ） 和点火丝的燃烧 热计算试验中点火丝放出的热量。

在棉线点火法中，首先算出所用一根棉线的燃烧热 （ 剪下一定数量适当长度的棉 线，称出它们的质量，然后算出一根棉线的质量，再乘以棉线的单位热值 ） ，然 后确定每次消耗的电能热。

注：电能产生的热量 （J）= 电压（ V）×电流（A） ×时间 （S） 。 二者放出的总热量即为点火热。

7.3 弹筒发热量和高位发热量的计算

7.3.1 按式 （6） 或式（7） 计算空气干燥煤样的弹筒发热量Ｑ b,ad a）恒温式热量计 :

式中

Ｑ b,ad——分析试样的弹筒发热量，单位为焦耳每克（ J/g）

E——热量计的热容量，单位为焦耳每开尔文（ J/K）； q1——点火热，单

6）

位为焦耳（ J）； q2——添加物 （如包纸等 ）产生的总热量，单位为焦耳（ J）； m——试样质量，单位为克（ g）； H——贝克曼温度计的平均分度值。

h0——t0 的毛细孔径修正值，使用数字显示温度计时， h0 = 0； hn—— tn 的毛细孔径修正值，使用数字显示温度计时， hn = 0。 b） 绝热式热量计 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 7）

7.3.2 按式 （8） 计算空气干操煤的恒容高位发热量 Qgr,ad

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 8） 式中：

Qgr,ad——空气干燥煤样的恒容高位发热量，单位为焦耳每克（ J/g）； Qb,ad——空气干燥煤样的弹筒发热量，单位为焦耳每克（ J/g）；

Sb,ad——由弹筒洗液测得的煤的含硫量，单位为百分数（ %）；当全硫含量低于

4.00%时，或发热量大于 14.60MJ/kg，用全硫（按 GB T214测定）代替 Sb,ad；

94.1——空气干燥煤样中每 1.00%的硫的校正值，单位为焦耳（ J）； α——校正系数：

当 Qb,ad≤16.70MJ/kg 时， α=0.0010； 当 16.70MJ/kg< Qb,ad

≤25.10MJ/kg 时， α=0.0012；

当 Qb,ad>25.10MJ/kg 时， α=0.0016。 加有助燃剂，应按总释热量考虑。

在需要测定弹筒洗液（ 6.2.9）测定 Sb,ad 的情况下，把洗液煮沸 2min～

3min， 取下稍冷后，以甲基红（ 4.3）（或相应的混合指示剂 ）为指示

剂，用氢氧化钠标准 溶液滴定（ 4.2），以求出洗液中的总酸量，然后按式（ 9）计算出弹筒洗液硫 Sb,ad（%）:

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 9）

式中：

c——氢氧化钠标准溶液的物质的量浓度（ 4.2），单位为摩尔每升 （mol/L） ；

V——滴定用去的氢氧化钠溶液体积，单位为毫升（ mL ）；

60——相当 l m mol 的生成热，单位为焦耳（ J）； m——称取的试样质量，单位为克（ g）；

1.6——将每摩尔硫酸 1/2（H2SO4）转换为硫的质量分数的转换因子。 8 热容量和仪器常数标定

8.1 计算发热量所需热容量 E 和恒温式热量计法中计算冷却校正值所需的 v～ （t-tj ）关系曲线或仪器常数 k 和 A通过同一试验进行标定。 8.2 在不加衬垫的燃烧皿中称取经过干燥和鸦片的苯甲酸（ 4.4 ），苯甲酸片的 质量以 0.9g ～1.1g 为宜。

苯甲酸应预先研细并在盛有浓硫酸的干燥 3 天或在 60℃～70℃烘箱中干燥

3h～ 4h，冷却后压片。

苯甲酸也可以在燃烧皿中熔融后使用。熔融可在 121℃～

126℃的烘箱中放置 1h ，或在酒精灯的小火焰上进行，放入干燥器中冷却后使 用。熔体表面出现的针状结晶，应用小刷刷掉，以防燃烧不完全。 8.3 根据所用热量计的类型 （恒温式或绝热式 ） ，按照发热量测定的相应步骤准备 氧弹和内、外筒，然后点火和测量温升。在恒温式热量计情况，开始搅拌 5min 后准确读取一次内筒温度 （T0） ，经 10min 后再读取一次内筒温度 （to） 。随后即按 发热量测定步骤点火， 记下外筒温度 （tj） 和露出柱温度 （te） ，并继续进行到得出 终点温度 （tn）（ 见本标准第 6.2.6 ～6.2.8） 。然后再继续搅拌 10 min 并记下内筒 温度(Tn) ，试验即告结束。在绝热式热量计情况 .步骤同 6.3 。打开氧弹，注意 检查内部，并记下内筒温度如发现有炭黑存，试验应作废。

8.4 根据观测数据 .汁算出二 v0、vn 和对应的内、外筒温差 (t- tj) 见表 1。 上述的 tj 为对实测的外筒温度按本标准第 7. 1 条注的方法校正贝克

曼温度计基 点所得的数值。热容量标定试验结束之后，列 v0、 vn 及对应的内、外筒温差 :

v

(t －tj )

表 1

v

t － tj

以 v 为纵坐标，以 t －tj 为横坐标作出 v～(t －tj )关系曲线如下图或用一元 线性回归的方法计算出 k 和 A。

8.5 热容量标定中生成热可按式 (10) 求得 :

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 10)

式中：

qn ——的生成热，单位为焦耳 (J) ； Q——苯甲酸的标准热值，单位焦耳每克 (J/g) ； m——苯甲酸的用量，单位为克 (g) ； 0.0015 ——苯甲酸燃烧时的生成热校正系数。

8.6 按照本标准第 7.1 和 7.2 条的方法进行各项必要的校正。 8.7 热容量 E按式(11) 计算:

11)

这里 C 的计算中所用的 v0 和 vn 应是根据每次试验中实测的 (t0-tj) 、

(tn-tj) 从 v～(t-tj) 关系曲线中查得，或由式 (2) 和式 (3) 计算，然后代入冷却校正公 式以求出 C 值。

注 : 当例常测定中采用瑞一方公式计算冷却校正值时， 热容量计算中也必须采用 同一公式。

8.8 热容量标定一般应进行 5 次重复试验。计算 5 次重复试验结果的平均值 ( ) 和标准差 S。其相对标准差不应超过 0.20%；若超过 0.20%，再补做一次试验 . 取 符合要求的 5次结果的平均值 (修约至 1JK)作为该仪器的热容量。 若任何 5次结 果的相对标准差都超过 0.20%，则应对试验条件和操作技术仔细检查并纠正存在 问题后，重新进行标定，舍弃已有的全部结果。 8.9 在使用新型热量计前，需确定其热容量的有效工作范围。方法是 : 用苯甲酸 至少进行 8次热容量标定试验，苯甲酸片的质量一般从 0.7 g 至 1.3 g ，或根 据被测样品可能涉及的热值范围 (温升)确定苯甲酸片的质量。 在两个端点处， 至 少分别做 2 次重复测定。然后，以温升△ t(tn -t0) 为横坐标，以热容量 E 为纵 坐标，绘制温升与热容量值的关系图。 如果从图中观察到的热容量值在整个范围 内没有明显的系统性变化， 该热量计的热容量可视为常数。 如果从图中观察到的 热容量值与温升一有明显的相关性，绘制出 E 和△t的相关图，或用一元线性回 归的方法求得 E和△t的关系式 :

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 12)

并计算线性回归方程的估计方差 S2. 其相对标准差不应超过 0.20%，计算方法见 附录 A.2 。除了燃浇不完全的试验结果必须舍弃， 所有的结果都应包括在计算中。 如果精密度满足要求，在测定试样的发热

量时，就可根据实际的温升△t 用式 (12) 确定所用的热容量值。 ( 查图或用公式 计算) 。如果精密度不能满足要求， 应查找原因，解决问题后 .进行一组新的标定。 8. 10 热容量标定值的有效期为 3 个月，超过此期限时应重新标定。但有下列情 况时.应立即重测： P

a) 更换量热温度计；

b） 更换热量计大部件如氧弹头、 连接环 （由厂家供给的或自制的相同规格的小部 件如氧弹的密封圈 、电极柱 、螺母等不在此列 ） ； c） 标定热容量和测定发热量时的内筒温度相差超过 5K；

d） 热量计经过较大的搬动之后。 如果热量计量热系统没有显著改变， 重新标定的热容量值与前一次的热容量值相 差不应大于 0.25%，否则，应检查试验程序，解决问题后再重新进行标定。 缺乏确切的物理定义或偏离经典方法的高度自动化的热量计应增加标定频率， 必 要时. 应每天进行标定。 9 结果的表述 弹筒发热量和高位发热量的结果计算到 1J/g ，取高位发热量的两次重复测定的 平均值，按GB/T 483数字修约规则修约到最接近的 10J/g 的倍数，按J/g 或MJ/kg 的形式报出。

10 方法的精密度 发热量测定的重复性和再现性如表 2 规定 :

重复性限 高位发热量 Qgr，M（ 折算到同一水分基） /（J/g）

再现性临界差 120 300 11 低位发热量的计算

11.1 恒容低位发热量 工业上是根据煤的收到基低位发热量进行计算和设计。 煤的收到基恒容低位发热 量的计算方法如式（ 13）：

⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 13）

式中： ——煤的收到基恒容低位发热量，单位为焦耳每克 （J/g） ； ——煤的空气干燥基恒容高位发热量，单位为焦耳每克 （J/g） ； Mt——煤的收到基全水分 （按GB/T211测定）, 单位为百分数（ %）； Mad——煤的空气干燥基水分 （按GB/T212测定）, 单位为百分数（ %）； Had——煤的空气干燥基氢含量 （按GB/T 476或GB/T 16测定）, 单位为百分数 （%）。

11.2 恒压低位发热量 由弹筒发热量算出的高位发热量和低位发热量都属恒容状态， 在实际工业燃烧中 则是恒压状态，严格地讲，工业计算中应使用恒压低位发热量。如有必要，恒压 低位发热量可按式 （14） 计算 :

⋯⋯⋯（ 14）

式中：

——煤的收到基恒压低位发热量，单位为焦耳每克 （J/g） ； ——煤的空气干燥基氧含量 （按GB/T 476 计算） ，单位为百分数（ %）； ——煤的空气干燥基氮含量 （按GB/T 476 测定） ，单位为百分数（ %）。 其余符号意义同前

注： 可从式（ 15）计算：

15)

12 各种不同基的煤的发热量换算 12.1 高位发热量基的换算

煤的各种不同基的高位发热量按式（ 16）、式（17） 、式（18） 换算:

16)

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 17） ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 18） 式中：

Qgr——高位发热量，单位为焦耳每克 （J/g） ；

Aad——空气干燥基煤样的灰分，单位为百分数 （%）；

ar ，ad,d,daf ——分别代表收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基 其余符号意义同前。

12.2 低位发热量基的换算 煤的各种不同水分基的恒容低位发热量按式（ 19）换算： ⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 19） 式中：

——水分为 M的煤的恒容低位发热量，单位为焦耳每克 （J/g） ； M——煤样的水分，单位为百分数 （%）；

干燥基时 M = 0, 空气干燥基时 M = Mad ，收到基时， M = Mt 。 其余符号意义同前。

13 试验报告 试验结果报告应包括以下信息 :

a) 试样编号； b) 依据标准； c) 使用的方法；

d) 试验结果；

e) 与标准的任何偏离； f) 试验中出现的异常现象； 9) 试验日期。