动力煤概述

　　(一)煤炭的定义

　　煤炭是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。

　　(二)煤炭的形成

　　各种煤都是处于一定煤化阶段的产物。成煤植物的多样性和在漫长的成煤过程中条件的千变万化，决定了煤的多样性、复杂性和不均一性。

成煤过程

煤的变质程度与含碳量关系

　　煤主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)和一些稀有元素和矿物质组成。从工业分析可以测定出煤中的水分、灰分、挥发分和固定碳的含量。

　　(三)煤炭的分类

　　依照煤化程度高低，各类煤的总体归类见下图(具体概念和特征见附录)。

我国煤炭分类

　　我国现行的煤炭分类国家标准是2009年国家颁布的GB5751—2009(见附录一)。该标准是从褐煤到无烟煤的全面技术分类标准，将自然界中的煤划分为14大类，其中，褐煤和无烟煤又分别划分为2个和3个小类。

　　(四)动力煤的类别和用途

　　1、动力煤的定义和特点

　　从广义上来讲，凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的，产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤，简称动力煤。

　　火电厂用煤的质量是锅炉设计和生产过程控制的重要依据。燃料煤的特性包括两个方面：一是煤特性，二是灰特性。煤特性指煤的水分、灰分、挥发分、固定碳、元素含量(碳、氢、氧、氮、硫)、发热量、着火温度、可磨性、粒度等。这些指标与燃烧、加工(例如磨成煤粉)、输送和储存有直接关系。灰特性指煤灰的化学成分、高温下的特性、以及比电阻等。这些特性对燃烧后的清洁程度，对钢材的腐蚀性以及煤灰的清除等有很大的影响。

　　2、动力煤的类别

　　动力煤主要包括有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤、气煤以及少量的无烟煤(具体煤种的介绍详见附录)。从商品煤来说，主要有洗混煤、洗中煤、粉煤、末煤等。

　　3、 动力煤的用途

　　煤炭在世界一次能源消费中所占比重为26.5%，低于石油所占比重37.3%，高于天然气所占比重23.9%。从世界范围来看，动力煤产量占煤炭总产量的80%以上。美国煤炭消费主要领域为发电，2010年消费量达9.76亿吨，约占美国煤炭消费量的93.1%。在国外，动力煤绝大部分用来发电，工业锅炉也有一些用量。我国的动力煤消费结构中，有65%以上是用于火力发电；其次是建材用煤，约占动力煤消耗量的20%左右，以水泥用煤量最大；其余的动力煤消耗分布在冶金、化工等行业及民用。

　　(五)煤炭的理化性质

　　1、煤炭的物理性质

　　煤炭的物理性质是指煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度、风化程度和氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。

　　2、煤炭的化学性质

　　煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。

　　煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。其中，碳、氢、氧占有机质的95%以上。此外，还有极少量的磷和其他元素。煤中有机质的元素组成，随煤化程度的变化而有规律地变化。煤中的无机质主要是水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分。

　　通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量，通过工业分析可以初步了解煤的性质，大致判断煤的种类和用途。煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容(详细介绍见附录)。

　　(六)煤炭的开采与加工

　　1、煤炭的开采

　　采煤向来是一项最艰苦的工作，当前正在花较大的力量来改善工作条件。根据煤炭资源的埋藏深度不同，一般可分为矿井开采(埋藏较深)和露天开采(埋藏较浅)两种方式。可露天开采的资源量在总资源量中的比重大小，是衡量开采条件优劣的重要指标，我国可露天开采的储量仅占7.5%，因而我国采煤以矿井开采为主。

　　2、煤炭的加工

　　我国以煤为主的一次能源格局在相当长时期内难以改变。以煤为主的主要问题是能源利用效率低、环境污染严重。煤炭利用前的煤炭加工就是通过煤炭洗选、动力配煤、型煤、水浆煤等加工技术，使煤炭高效、洁净地转化为电能、液体燃料、气体燃料，从而解决能源利用效率低、环境污染严重等问题。

　　1)煤炭洗选技术

　　煤炭洗选又称选煤，是利用煤和杂质(矸石)的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分选方法使煤和杂质有效分离，并将煤加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品。煤炭洗选可提高煤炭质量和能源利用效率，减少燃煤污染物排放和运力浪费。

　　2)动力配煤技术

　　动力配煤技术是以煤化学、煤的燃烧动力学和煤质测试等学科和技术为基础，将不同类别、不同质量的单种煤，通过筛选、破碎、按不同比例混合和配入添加剂等过程，提供可满足不同燃煤设备要求的煤炭产品的一种成本较低、易工业化实施的技术。

　　3)型煤技术

　　型煤是把一种或数种煤粉与一定比例的粘结剂或固硫剂混合，在一定压力下加工形成的、具有一定形状和一定物理化学性能的煤炭产品。工业层燃锅炉、工业窑炉燃用型煤与燃用原煤相比，前者能显著提高热效率，减少燃煤污染。

　　4)水煤浆技术

　　水煤浆技术是20世纪70年代世界范围内的石油危机中产生的一种以煤代油的煤炭利用新方式。其主要技术特点是将煤炭、水、部分添加剂加入磨机中，经磨碎后成为一种类似石油一样的可以流动的煤基流体燃料。

　　(七)动力煤的质量与重量检验

　　1、质量检验

　　目前我国没有专门的动力煤国家标准。国家只是针对煤炭产品的某些方面，如分类、品种和等级划分、采样、制样、工业分析方法、发热量等指标的测定方法等，分别颁布了相应的国家标准。郑商所选取发热量指标作为动力煤交割验收的计价指标，同时对全硫、全水作了相关规定。挥发分、灰分、灰熔点等指标由卖方依据指定质检机构检验结果公布。具体如下：

　　1)发热量

　　发热量，单位质量的煤燃烧后产生的热量，热量单位千卡每千克(Kcal/kg)。动力煤发热量指标为收到基低位发热量。

　　2)全硫

　　全硫是指煤中无机硫和有机硫的总和。干燥基，又称干基，以假想无水状态的煤为基准。

　　3)全水

　　煤的全水是指包括煤内在水和外在水的全部水分。

　　4)其他指标

　　除上述指标外，挥发分、灰熔点、灰分等也是动力煤相关企业关注的指标，但是在现货贸易中，这几项指标一般只规定接受范围并不计入结算。

　　2、重量检验

　　动力煤重量检验由交易所指定质检机构或计量机构进行。除双方协商一致外，买方使用船舶接货时，重量计量通过水尺进行；买方使用车辆接货时，重量计量通过地磅进行。水尺由于是目测，不确定性较大，以船舶接货时，规定一般船舶重量误差在±500吨以内。

　　二、我国动力煤的生产

　　(一)我国动力煤资源地区分布

　　分地区看，我国动力煤资源主要集中在华北和西北地区。华北地区的动力煤资源储量占全国动力煤查明资源储量的46.09%，西北地区也高达39.98%，即“两北”地区的动力煤资源储量占全国的80%以上。而工业发达的华东地区仅占全国动力煤资源储量的1.77%，东北和中南地区的动力煤占全国动力煤资源储量也仅为5.02%。

　　(二)我国动力煤的煤种分布

　　我国动力煤煤种主要包括：不粘煤、长焰煤、褐煤、无烟煤、贫煤、弱粘煤、天然焦及部分未分类的煤种。我国动力煤的保有资源储量中，以不粘煤为最多，占动力煤查明资源储量的21.83%；第二是长焰煤，占动力煤查明资源储量的20.07%；第三是褐煤，占动力煤查明资源储量的17.69%；第四是无烟煤，占动力煤查明资源储量的15.24 %；储量最少的是弱粘煤，只占动力煤查明资源储量的2.18%。

　　在动力煤煤种中，灰分最低的是不粘煤，平均13.48%，灰分最高的是贫煤，平均19.51%。全国动力煤资源平均灰分为17.06%，属于中等灰分。在动力煤资源中，硫分最低的是褐煤，平均只有0.55%，硫分最高的是贫煤，平均达到1.67%。全国动力煤的平均硫分为0.86%，低于炼焦煤的平均硫分(1.06%)，属中等硫分。动力煤的空气干燥基高位发热量(Qgr,ad)平均为25.52 MJ/kg，以褐煤为最低，平均还不到20MJ/kg。