常用燃料热值完全指南/燃料热值速查手册

常用燃料热值完全指南/燃料热值速查手册

奥德彪学习网为您提供了一份全面的常用燃料热值参考指南,涵盖固体燃料、液体燃料、气体燃料三大类能源的详细热值数据。无论您是能源工程师、热力设计师、环保工作者还是企业能源管理人员,都能从中获取准确的燃料热值信息,包括低位发热量(LHV)和高位发热量(HHV)两种标准,为能源管理、锅炉选型、热力计算、燃料成本对比、发电与供热系统设计等工程与技术场景提供可靠的数据支撑。

一、燃料热值基础理论

1.1 基本概念与定义

热值定义

热值(Calorific Value) 是指单位质量或体积的燃料完全燃烧所释放的热量,是衡量燃料能量高低的核心指标。

两种主要表示方法

类型
定义
特点
应用场景
高位发热量(HHV)
燃料完全燃烧后,包含水蒸气冷凝释放的潜热
数值更高,理论值
实验室测试、特殊热力循环
低位发热量(LHV)
燃料完全燃烧后,水蒸气保持气态,不计入潜热
更贴近实际应用
工程计算、锅炉设计、燃气轮机、内燃机

1.2 单位换算关系

常用能量单位换算

1 kcal(千卡) = 4.1868 kJ(千焦)
1 MJ(兆焦) = 1000 kJ
1 kcal/kg ≈ 4.1868 kJ/kg
1 MJ/kg ≈ 239 kcal/kg
1 GJ(吉焦) = 1000 MJ

标准煤定义

1 kgce(1 千克标准煤)= 7000 kcal/kg ≈ 29.3 MJ/kg
这是中国用于统一计算不同能源折算为标准煤的当量基准。

二、固体燃料热值数据

2.1 主要固体燃料对比

燃料名称
低位发热量(LHV)
高位发热量(HHV)
特点与应用
标准煤
5000-7000 kcal/kg20.9-29.3 MJ/kg
7000-7500 kcal/kg29.3-31.4 MJ/kg
能源折算基准
无烟煤
6500-7500 kcal/kg27.2-31.4 MJ/kg
7500-8200 kcal/kg31.4-34.3 MJ/kg
燃烧热值高,烟气少,工业用
烟煤
5000-6800 kcal/kg20.9-28.5 MJ/kg
6800-7500 kcal/kg28.5-31.4 MJ/kg
常用动力 / 工业煤
褐煤
3500-5000 kcal/kg14.7-20.9 MJ/kg
4500-5800 kcal/kg18.8-24.3 MJ/kg
水分高,热值较低
木柴(干燥)
3500-4500 kcal/kg14.7-18.8 MJ/kg
4500-5000 kcal/kg18.8-20.9 MJ/kg
含水率影响大
木炭
6500-7500 kcal/kg27.2-31.4 MJ/kg
7500-8000 kcal/kg31.4-33.5 MJ/kg
燃烧充分,接近优质煤
生物质颗粒
4000-4600 kcal/kg16.8-19.3 MJ/kg
4600-5000 kcal/kg19.3-20.9 MJ/kg
压缩木质燃料,环保
秸秆(干燥)
3000-4000 kcal/kg12.6-16.8 MJ/kg
4000-4500 kcal/kg16.8-18.8 MJ/kg
农业废弃物,热值较低

2.2 固体燃料特性分析

煤炭类燃料特点

  • 无烟煤: 变质程度最高,固定碳含量高,挥发分低
  • 烟煤: 挥发分适中,燃烧性能好,应用最广泛
  • 褐煤: 年轻煤种,水分高,挥发分高,易自燃

生物质燃料特点

  • 环保性好: 二氧化碳零排放(碳循环)
  • 可再生: 可持续获取
  • 热值相对较低: 通常需要干燥处理
  • 燃烧清洁: 污染物排放少

三、液体燃料热值数据

3.1 主要液体燃料对比表

燃料名称
低位发热量(LHV)
高位发热量(HHV)
特点与应用
0# 柴油
9600-10200 kcal/kg40.2-42.7 MJ/kg
10200-10600 kcal/kg42.7-44.4 MJ/kg
工业与发电机燃料,热值高
汽油
10200-11000 kcal/kg42.7-46.1 MJ/kg
11000-11500 kcal/kg46.1-48.2 MJ/kg
汽车燃料,挥发性强
重油 / 燃料油
8500-9500 kcal/kg35.6-39.8 MJ/kg
9500-10200 kcal/kg39.8-42.7 MJ/kg
工业锅炉、船用燃料
煤油
10000-10500 kcal/kg41.9-44.0 MJ/kg
10500-11000 kcal/kg44.0-46.1 MJ/kg
航空煤油 / 照明用
甲醇
4650-5000 kcal/kg19.5-20.9 MJ/kg
5000-5300 kcal/kg20.9-22.2 MJ/kg
清洁燃料,常用于掺烧
乙醇
6600-7000 kcal/kg27.6-29.3 MJ/kg
7000-7400 kcal/kg29.3-31.0 MJ/kg
生物燃料,与汽油混合

3.2 液体燃料应用场景

交通燃料

  • 汽油: 主要用于汽油发动机汽车
  • 柴油: 用于柴油发动机、发电机、船舶
  • 航空煤油: 飞机发动机专用燃料

工业燃料

  • 重油: 工业锅炉、加热炉燃料
  • 轻油: 小型工业炉、燃烧器燃料

替代燃料

  • 甲醇: 可作为汽油替代燃料,环保清洁
  • 乙醇: 生物燃料,常与汽油混合使用(如 E10 乙醇汽油)

四、气体燃料热值数据

4.1 主要气体燃料对比表

燃料名称
低位发热量(LHV)
高位发热量(HHV)
特点与应用
天然气
8000-9000 kcal/m³33.5-37.7 MJ/m³
9000-9500 kcal/m³37.7-39.8 MJ/m³
主要成分为甲烷,清洁高效
液化天然气(LNG)
8000-9000 kcal/m³33.5-37.7 MJ/m³
9000-9500 kcal/m³37.7-39.8 MJ/m³
气化后同天然气,便于运输
液化石油气(LPG)
11000-12000 kcal/m³46.1-50.2 MJ/m³
12000-13000 kcal/m³50.2-54.4 MJ/m³
丙烷 / 丁烷混合物,瓶装燃气
城市煤气
3500-4500 kcal/m³14.7-18.8 MJ/m³
4500-5000 kcal/m³18.8-20.9 MJ/m³
含 CO、H₂、CH₄,热值不稳定
沼气
5000-6000 kcal/m³20.9-25.1 MJ/m³
6000-6500 kcal/m³25.1-27.2 MJ/m³
生物质发酵产生,环保燃料
氢气
2500-2800 kcal/m³10.5-11.7 MJ/m³
2800-3000 kcal/m³11.7-12.6 MJ/m³
零碳燃料,燃烧只生成水

4.2 气体燃料特性分析

天然气优势

  • 清洁环保: 燃烧产物主要是 CO₂和 H₂O
  • 高热值: 热值稳定,燃烧效率高
  • 安全可靠: 密度比空气轻,泄漏后向上扩散
  • 应用广泛: 民用、工业、发电均可

新兴气体燃料

  • 氢气: 最清洁的燃料,燃烧只生成水,但储存运输困难
  • 沼气: 可再生能源,适合农村和养殖场使用
  • 生物天然气: 生物质制备的天然气,碳中和燃料

五、燃料热值综合对比

5.1 不同类型燃料热值对比

按单位质量热值排序(MJ/kg)

排名
燃料类型
热值范围(MJ/kg)
备注
1
汽油
43-46
液体燃料
2
柴油
40-43
液体燃料
3
乙醇
28-29
液体生物燃料
4
无烟煤
27-31
固体燃料
5
标准煤
29.3
基准值
6
烟煤
21-29
固体燃料
7
甲醇
20-21
液体燃料
8
生物质颗粒
17-19
固体生物燃料

按单位体积热值排序(MJ/m³)

排名
燃料类型
热值范围(MJ/m³)
备注
1
LPG
46-50
液化石油气
2
天然气
34-38
管道天然气
3
沼气
21-25
生物气体
4
城市煤气
15-19
人工煤气
5
氢气
11-12
气体燃料

5.2 燃料经济性分析

标准煤当量换算

任何燃料的能量都可以折算为标准煤当量,用于统一比较:
标准煤当量(kgce) = 燃料热值(MJ/kg) ÷ 29.3(MJ/kg)

常见燃料标准煤当量

燃料
标准煤当量
说明
天然气(8500 kcal/m³)
1.22 kgce/m³
1m³ 天然气 ≈ 1.22kg 标准煤
LPG(11000 kcal/m³)
1.57 kgce/m³
1m³ 液化气 ≈ 1.57kg 标准煤
柴油(10000 kcal/kg)
1.43 kgce/kg
1kg 柴油 ≈ 1.43kg 标准煤
汽油(10500 kcal/kg)
1.50 kgce/kg
1kg 汽油 ≈ 1.50kg 标准煤

六、实用计算工具

6.1 标准煤换算计算器

计算公式

1. 燃料消耗量 × 燃料热值 ÷ 标准煤热值 = 标准煤消耗量
2. 例如:1000kg 柴油的标准煤当量计算
1000kg × 42MJ/kg ÷ 29.3MJ/kg ≈ 1433kgce

常用燃料换算系数

燃料
换算系数(kgce/kg 或 kgce/m³)
应用公式
天然气
1.22 kgce/m³
体积 × 1.22
LPG
1.57 kgce/m³
体积 × 1.57
柴油
1.43 kgce/kg
质量 × 1.43
汽油
1.50 kgce/kg
质量 × 1.50
无烟煤
1.05 kgce/kg
质量 × 1.05

6.2 能源成本对比分析

燃料成本计算示例

假设各种燃料的市场价格如下:
  • 天然气:3.0 元 /m³
  • 柴油:7.0 元 /kg
  • 煤炭:0.8 元 /kg
计算每 GJ 能量成本:
燃料
单价
热值
每 GJ 成本
相对成本
天然气
3.0 元 /m³
35MJ/m³
85.7 元 / GJ
100%
柴油
7.0 元 /kg
42MJ/kg
166.7 元 / GJ
194%
煤炭
0.8 元 /kg
25MJ/kg
32.0 元 / GJ
37%

七、工程应用指南

7.1 锅炉选型参考

燃料选择考虑因素

  1. 热值匹配: 根据锅炉设计参数选择合适热值的燃料
  1. 燃烧特性: 不同燃料的燃烧方式和设备要求不同
  1. 环保要求: 考虑当地环保排放标准
  1. 成本因素: 综合考虑燃料价格和运输成本
  1. 供应稳定性: 燃料供应的可靠性和连续性

常见锅炉燃料选择

锅炉类型
推荐燃料
热值要求
特点
小型工业锅炉
天然气、轻油
高热值、清洁
自动化程度高
大型电站锅炉
烟煤、褐煤
适合大规模燃烧
成本较低
余热锅炉
各种燃料
根据热源确定
回收余热
生物质锅炉
生物质颗粒、秸秆
低热值燃料
环保可再生

7.2 热力计算应用

基本热平衡计算

燃料消耗量 = 所需热量 ÷ 燃料热值 ÷ 燃烧效率
例如:需要100MW热量,使用天然气,燃烧效率90%
燃料消耗量 = 100MW ÷ 35MJ/m³ ÷ 0.9 ≈ 3.17m³/s

效率计算

锅炉效率 = 有效利用热量 ÷ 燃料输入热量 × 100%

八、快速参考速查表

8.1 常用燃料热值速记表

固体燃料(kcal/kg)

  • 标准煤: 7000 kcal/kg
  • 无烟煤: 7000-7500 kcal/kg
  • 烟煤: 5000-6800 kcal/kg
  • 木柴: 3500-4500 kcal/kg

液体燃料(kcal/kg)

  • 汽油: 10200-11000 kcal/kg
  • 柴油: 9600-10200 kcal/kg
  • 乙醇: 6600-7000 kcal/kg

气体燃料(kcal/m³)

  • 天然气: 8000-9000 kcal/m³
  • LPG: 11000-12000 kcal/m³
  • 沼气: 5000-6000 kcal/m³

8.2 单位换算快速参考

能量单位

1 kcal = 4.1868 kJ
1 MJ = 239 kcal
1 MJ = 1000 kJ

标准煤换算

1 kgce = 7000 kcal = 29.3 MJ
1 m³天然气 ≈ 1.22 kgce
1 kg柴油 ≈ 1.43 kgce


数据来源: 国家标准 GB/T 2589-2020《综合能耗计算通则》、国际能源署(IEA)、各行业技术手册
更新时间: 2025 年 11 月
免责声明: 本文档提供的热值数据为典型值,实际燃料热值可能因产地、成分、加工工艺等因素有所差异。在工程设计和商务计算中,请以实际检测数据为准。
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