연료의 고위발열량

일반 고체, 액체 및 기체 연료의 고위발열량 참고 데이터.

fuelshighercalorificvalues

개요

발열량(연소열)은 단위 질량의 연료가 완전 연소될 때 방출되는 에너지를 정량화합니다. 두 가지 규약이 있습니다:

고발열량(HCV) — 총 발열량(GCV) 또는 고발열량(HHV)이라고도 합니다. 연소 생성물의 모든 물이 응축되므로 증발 잠열이 회수됩니다.
저발열량(LCV) — 순 발열량(NCV) 또는 저발열량(LHV)이라고도 합니다. 물은 연도 가스에서 증기로 남아 있으므로 잠열이 회수되지 않습니다. LHV는 배기가스가 100 °C 이상으로 배출되는 대부분의 산업용 연소 계산에서 실용적인 값입니다.

HHV와 LHV의 차이는 연료의 수소 함량에 따라 달라집니다. 메탄 및 수소와 같은 수소가 풍부한 연료가 가장 큰 차이를 보입니다.

주요 공식

발열량은 알려진 연료 질량을 열량계 내에서 연소시키고 알려진 물 질량의 온도 상승을 측정하여 실험적으로 결정됩니다:

$Q = m_{water} \cdot C_p \cdot \Delta T$

단위 연료 질량당 에너지 함량은 다음과 같습니다:

$HV = \frac{Q}{m_{fuel}} = \frac{m_{water} \cdot C_p \cdot \Delta T}{m_{fuel}}$

변수

기호	설명	Typical Value / Unit
$Q$	Heat released by combustion	J
$m_{water}$	Mass of water in calorimeter	g
$C_p$	Specific heat capacity of water	4.18 J/(g·°C)
$\Delta T$	Temperature rise of water	°C
$m_{fuel}$	Mass of fuel burned	g
$HV$	Heating value (energy content)	J/g

기체 연료

0 °C / 32 °F, 1 bar에서의 특성.

6 행

일반적인 기체 연료의 고발열량.
연료	밀도 (kg/m^3)	HHV (MJ/kg)	HHV (Btu/ft^3)
Acetylene	1.097	49.9	1468
Hydrogen	0.09	141.7	341
Methane	0.716	55.5	1069
천연가스(미국)	0.777	52.2	1090
Ammonia	—	22.5	—
도시가스	—	—	483

출처: engineeringtoolbox.com

액체 연료

15 °C / 60 °F에서의 특성.

16 행

일반적인 액체 연료의 고발열량.
연료	밀도 (kg/l)	HHV (MJ/kg)	LHV (MJ/kg)
가솔린(휘발유)	0.737	46.4	—
Kerosene	0.821	46.2	—
디젤 연료	0.846	45.6	—
경연료유	0.96	44	—
중연료유	0.98	41.8	—
Butane	0.601	49.1	—
Ethane	0.572	51.9	—
LNG	0.428	55.2	—
에탄올(100%)	0.789	29.7	—
Methanol	—	—	—
Acetone	0.787	31.8	—
Butanol	0.81	37.3	—
디메틸 에테르(DME)	0.665	31.7	—
디에틸 에테르	0.716	43	—
Glycerin	1.263	19	—
가스 오일(난방유)	0.84	43	—

출처: engineeringtoolbox.com

고체 연료

12 행

고체 연료의 고발열량.
연료	HHV (MJ/kg)	LHV (MJ/kg)
Carbon	32.8	—
무연탄	32.6	—
석유 코크스	31.3	29.5
역청탄	30.2	29
반무연탄	29.5	—
Charcoal	29.6	28.4
Coke	26	—
아역청탄	24.4	—
목재(건조)	16.2	15.4
Peat	17	—
갈탄	14	—
Sulfur	9.2	9.2

출처: engineeringtoolbox.com

단위 변환 계수

4 행

질량당 에너지 단위 변환.
변환 전	MJ/kg	kWh/kg	Btu/lb
1 MJ/kg	1	0.2778	429.9
1 kcal/kg	0.004187	0.001162	1.8
1 Btu/lb	0.002328	0.000646	1
1 kWh/kg	3.597	1	1547.7

출처: engineeringtoolbox.com

복원된 원본 소스 표

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기체 연료 - 고발열량 및 저발열량

6 행

기체 연료 - 고위 및 저위 발열량
기체 연료	kg/m3 (kg/m3)	g/ft3 (g/ft3)	kWh/kg (kWh/kg)	MJ/kg (MJ/kg)	Btu/lb (Btu/lb)	MJ/m3 (MJ/m3)	Btu/ft3 (Btu/ft3)	kWh/kg (kWh/kg)	MJ/kg (MJ/kg)	Btu/lb (Btu/lb)	MJ/m3 (MJ/m3)	Btu/ft3 (Btu/ft3)
Acetylene	1.097	31.1	13.9	49.9	21453	54.7	1468	—	—	—	—	—
Ammonia	—	—	—	22.5	9690	—	—	—	—	—	—	—
Hydrogen	0.09	2.55	39.4	141.7	60920	12.7	341	33.3	120	51591	10.8	290
Methane	0.716	20.3	15.4	55.5	23874	39.8	1069	13.9	50	21496	35.8	964
천연가스(미국 시장)*	0.777	22	14.5	52.2	22446	40.6	1090	13.1	47.1	20262	36.6	983
도시가스	—	—	—	—	—	18	483	—	—	—	—	—

출처: engineeringtoolbox.com

액체 연료 - 고발열량 및 저발열량

28 행

액체 연료 - 고위 및 저위 발열량
액체 연료	kg/l (kg/l)	kg/gal (kg/gal)	kWh/kg (kWh/kg)	MJ/kg (MJ/kg)	Btu/lb (Btu/lb)	MJ/l (MJ/l)	Btu/gal (Btu/gal)	kWh/kg (kWh/kg)	MJ/kg (MJ/kg)	Btu/lb (Btu/lb)	MJ/l (MJ/l)	Btu/gal (Btu/gal)
Acetone	0.787	2.979	8.83	31.8	13671	25	89792	8.22	29.6	12726	23.3	83580
Butane	0.601	3.065	13.64	49.1	21109	29.5	105875	12.58	45.3	19475	27.2	97681
Butanol	0.81	—	10.36	37.3	16036	30.2	108359	9.56	34.4	14789	27.9	99934
디젤 연료*	0.846	3.202	12.67	45.6	19604	38.6	138412	11.83	42.6	18315	36	129306
디메틸 에테르(DME)	0.665	2.518	8.81	31.7	13629	21.1	75655	8.03	28.9	12425	19.2	68973
Ethane	0.572	2.165	14.42	51.9	22313	29.7	106513	13.28	47.8	20550	27.3	98098
에탄올(100%)	0.789	2.987	8.25	29.7	12769	23.4	84076	7.42	26.7	11479	21.1	75583
디에틸 에테르(에테르)	0.716	2.71	11.94	43	18487	30.8	110464	—	—	—	—	—
가솔린(휘발유)*	0.737	2.79	12.89	46.4	19948	34.2	122694	12.06	43.4	18659	32	114761
가스 오일(난방유)*	0.84	3.18	11.95	43	18495	36.1	129654	11.89	42.8	18401	36	128991
Glycerin	1.263	4.781	5.28	19	8169	24	86098	—	—	—	—	—
중연료유*	0.98	3.71	11.61	41.8	17971	41	146974	10.83	39	16767	38.2	137129
등유*	0.821	3.108	12.83	46.2	19862	37.9	126663	11.94	43	18487	35.3	126663
경연료유*	0.96	3.634	12.22	44	18917	42.2	151552	11.28	40.6	17455	39	139841
LNG*	0.428	1.621	15.33	55.2	23732	23.6	84810	13.5	48.6	20894	20.8	74670
LPG*	0.537	2.033	13.69	49.3	21195	26.5	94986	12.64	45.5	19561	24.4	87664
선박용 가스 오일*	0.855	3.237	12.75	45.9	19733	39.2	140804	11.89	42.8	18401	36.6	131295
Methanol	0.791	2.994	6.39	23	9888	18.2	65274	5.54	19.9	8568	15.8	56562
메틸 에스테르(바이오디젤)	0.888	3.361	11.17	40.2	17283	35.7	128062	10.42	37.5	16122	33.3	119460
MTBE	0.743	2.811	10.56	38	16337	28.2	101244	9.75	35.1	15090	26.1	93517
식물성 오일(바이오디젤)*	0.92	3.483	11.25	40.5	17412	37.3	133684	10.5	37.8	16251	34.8	124772
파라핀(왁스)*	0.9	3.407	12.78	46	19776	41.4	148538	11.53	41.5	17842	37.4	134007
Pentane	0.63	2.385	13.5	48.6	20894	30.6	109854	12.6	45.4	19497	28.6	102507
석유 나프타*	0.725	2.745	13.36	48.1	20679	34.9	125145	12.47	44.9	19303	32.6	116819
Propane	0.498	1.885	13.99	50.4	21647	25.1	89963	12.88	46.4	19927	23.1	82816
잔사유*	0.991	3.752	—	—	—	41.8	150072	10.97	39.5	16982	39.2	140470
타르*	—	—	10	36	15477	—	—	—	—	—	—	—
Turpentine	0.865	3.274	12.22	44	18917	38.1	136555	—	—	—	—	—

출처: engineeringtoolbox.com

고체 연료 - 고발열량 및 저발열량

12 행

고체 연료 - 고위 및 저위 발열량
고체 연료*	kg/dm3 (kg/dm3)	kWh/kg (kWh/kg)	MJ/kg (MJ/kg)	Btu/lb (Btu/lb)	kWh/kg (kWh/kg)	MJ/kg (MJ/kg)	Btu/lb (Btu/lb)
무연탄	—	9.06	32.6	14015	—	—	—
역청탄	—	8.39	30.2	12984	8.06	29	12468
Carbon	—	9.11	32.8	14101	—	—	—
Charcoal	—	8.22	29.6	12726	7.89	28.4	12210
Coke	—	7.22	26	11178	—	—	—
갈탄	—	3.89	14	6019	—	—	—
Peat	—	4.72	17	7309	—	—	—
석유 코크스	—	8.69	31.3	13457	8.19	29.5	12683
반무연탄	—	8.19	29.5	12683	—	—	—
아역청탄	—	6.78	24.4	10490	—	—	—
황(s)	—	2.56	9.2	3955	2.55	9.2	3939
목재(건조)	0.701	4.5	16.2	6965	4.28	15.4	6621

출처: engineeringtoolbox.com

공학 참고 사항

발열량 단위 변환기

발열량(MJ/kg)

연료 질량(kg)

혼합물인 연료(천연가스, 가솔린, 석탄)는 공급처, 계절, 시장에 따라 발열량이 5–10% 변할 수 있습니다. 위 값은 명시된 밀도에 대한 대표값입니다.
고체 연료는 특히 수분과 회분 함량에 민감합니다. 수분이나 회분 분율이 높을수록 단위 질량당 전달되는 유효 발열량이 감소합니다.
HHV는 수증기가 응축되는 응축 보일러 또는 연료 전지 분석에 적합합니다. LHV는 기존 보일러, 가스 터빈, 내연 기관 효율 계산의 표준 기준입니다.
기체 연료 밀도는 온도와 압력에 따라 달라집니다. 표 값은 표준 조건(0 °C, 1 bar)에서입니다. 다른 조건에 대해서는 이상 기체 법칙을 사용하여 조정하세요.

참고 자료

Engineering ToolBox — 연료 고발열량

출처: engineeringtoolbox.com