燃料及び燃焼

正解: 5. 燃焼量の調節範囲は、非戻り油形の圧力噴霧式油バーナに比べて広い。

解説: 回転式バーナは、先の広がったカップを毎分数千回転で回し、中空の軸から送った油を遠心力でカップの内面に薄い膜として広げ、縁から飛び散らせて、カップの外周から噴き出す一次空気で微粒化します。霧化に高い油圧を使わないので油量を絞っても霧化が悪くなりにくく、燃焼量の調節範囲は、油圧だけで…

関連キーワード: 回転式バーナ・カップ・一次空気・圧力噴霧式

正解: 1. 燃料の水素分と水の蒸発潜熱

解説: 低位発熱量 = 高位発熱量 − (燃焼で生成されるH₂Oの質量 × 水の蒸発潜熱) で計算されます。燃焼で生成されるH₂Oの質量は燃料中の水素分（H）の含有量から計算します。水素1 kg当たり水は9 kg（H₂ + 1/2 O₂ → H₂O の関係：分子量2の水素から分子量18の…

関連キーワード: 低位発熱量・高位発熱量・水素分・蒸発潜熱・燃焼計算

正解: 2. 予混合燃焼方式は、大容量の水管ボイラーの主バーナとして、拡散燃焼方式より多く用いられている。

解説: ボイラー用のガスバーナは、ほとんどが拡散燃焼方式です。拡散燃焼方式はガスと空気を別々に噴き出させるのでバーナ内に可燃混合気ができず、逆火のおそれがありません。また3のとおり、空気の流速や旋回の強さ、ガスの噴射角度で火炎の長さや広がりを調節しやすいので、大容量の主バーナに適します。…

関連キーワード: 拡散燃焼方式・予混合燃焼方式・逆火・パイロットバーナ

正解: 1. 炉内の圧力は、通常、大気圧よりわずかに低い値となるように、ファンを調節して運転される。

解説: 平衡通風は、燃焼室入口の押込ファンで空気を送り込み、煙道終端の誘引ファンで燃焼ガスを吸い出す方式で、炉内の圧力は大気圧よりわずかに低く保ちます。正圧だとのぞき窓などから高温のガスが吹き出すおそれがあり、負圧が大きすぎると冷たい外気が漏れ込んで熱損失が増えるためです。よって1が正し…

関連キーワード: 平衡通風・押込ファン・誘引ファン・炉内の圧力

正解: 3. 約0.5 MPa

解説: 圧力噴霧式のノズルから噴き出す油の量は、油圧（ノズル前後の圧力差）の平方根にほぼ比例します。噴射量を1/2にするには油圧を(1/2)²＝1/4にする必要があり、2.0×1/4＝0.5 MPaとなるので、3が最も近い値です。1は噴射量が油圧に比例すると考えた値、2は油圧が噴射量の平…

関連キーワード: 圧力噴霧式・非戻り油形・噴射量・油圧・霧化

正解: 2. 無煙炭 → 瀝青炭 → 亜瀝青炭 → 亜炭 → 褐炭 → 泥炭

解説: 石炭の炭化度（変成度）は、植物が地圧・地熱により長期間かけて変質したものです。炭化度が高い順（固定炭素が多く、揮発分が少ない順）に並べると、無煙炭 → 瀝青炭 → 亜瀝青炭 → 亜炭（亜瀝青炭）→ 褐炭 → 泥炭 となります。炭化度が高いほど固定炭素の割合が高く、揮発分が少なくな…

関連キーワード: 石炭・炭化度・無煙炭・瀝青炭・褐炭・泥炭

正解: 3. 火炎の中の高温のすすに水蒸気が触れると、すすは一酸化炭素と水素に変わり、黒煙は減る。

解説: 高温のすすに水蒸気が触れると C＋H₂O→CO＋H₂ の水性ガス反応が起こり、できた一酸化炭素と水素はすぐに燃えるので、すすや黒煙は減ります。重質油の燃焼で蒸気を吹き込むのはこのためで、3が正しいです。1：すすを最も生じやすいのは芳香族炭化水素で、パラフィン系は生じにくく、芳香族…

関連キーワード: すす・ばいじん・水性ガス反応・蒸気噴霧式・残留炭素分

正解: 4. 燃焼ガス中の水蒸気の割合が小さくなり、水蒸気の露点は低くなる。

解説: 燃焼ガス中の水蒸気は、主に燃料中の水素の燃焼と燃料中の水分から生じ、その量は空気比によってほとんど変わらない。空気比を小さくすると、水蒸気を薄める余分な空気が減るので、燃焼ガス中の水蒸気の割合はかえって大きくなり、水蒸気の露点は高くなる。よって4が誤り。なお、低温腐食で問題になる…

関連キーワード: 空気比・排ガス・水蒸気・露点・熱損失

正解: 2. 誘引ファンは、高温で、すすやダスト、腐食性の成分を含む燃焼ガスを吸い出すので、羽根車が摩耗や腐食による損傷を受けやすい。

解説: 誘引ファンは煙道の終わりの部分や煙突の入口で燃焼ガスを吸い出すので、すすやダストによる摩耗と、ガス中の腐食性の成分による腐食で損傷を受けやすく、2が正しい。誘引ファンは熱を回収し終えた後の煙道の終わりの側に置かれ、燃焼室に近い側に置くものではありません（3）。押込通風は、送り込む…

関連キーワード: 人工通風・押込通風・誘引ファン・平衡通風・通風抵抗

正解: 3. LPGの燃焼範囲の上限界は、メタンの燃焼範囲の上限界より高い値である。

解説: 日本LPガス協会の物性値では、空気中の燃焼範囲はプロパン2.1〜9.5vol%、ブタン1.8〜8.4vol%、メタン5.0〜15vol%です。LPGは下限界がメタンより低く少しの漏れでも燃焼範囲に入りやすい一方、上限界はメタンより低いので、3が誤りです。1の液比重はプロパン約0.…

関連キーワード: LPG・燃焼範囲・メタン・比重・沸点

正解: 5. 燃料中の水分は燃焼の際に酸素を消費しないので、理論空気量の計算には入れない。

解説: 燃料中の水分はすでに水であり、燃焼の際に酸素と反応しないので、理論酸素量にも理論空気量にも算入しない。よって5が正しい。1：灰分は燃焼計算では反応しないものとして扱い、理論酸素量にも燃焼ガス量にも入れない。2：質量基準の値〔kg/kg〕を体積基準〔m³N/kg〕に直すには、空気の…

関連キーワード: 理論空気量・元素分析・理論酸素量・乾き燃焼ガス・水分

正解: 2. 約1.19

解説: 排ガス中のN₂はすべて空気から来たので、送り込んだ空気中のO₂は N₂×21/79＝N₂/3.76 です。このうち燃焼に使われずに余った酸素は、残ったO₂から、COを燃やし切るのに要る0.5COを差し引いた (O₂−0.5CO) です。したがって空気比は m＝N₂/{N₂−3.7…

関連キーワード: 空気比・乾き排ガス・完全燃焼・近似式

正解: 3. RPFは、RDFに比べて燃料に含まれる水分が多く、単位質量当たりの低発熱量も、一般にRDFより低い値となる。

解説: RPFは古紙と廃プラスチックだけを原料とし、乾燥の工程なしで成形するが、含水率はおおむね5％以下と低く、低発熱量はRDFより高く石炭に近い。水分が多く発熱量も低いのは、生ごみを含む家庭ごみなどを原料とするRDFのほうなので、3が誤り。RPFの原料は、産業廃棄物として分別して集めた…

関連キーワード: RDF・RPF・固形燃料・塩素分・低発熱量

正解: 4. 燃料中の硫黄分が燃焼してSO₃となり、排ガス中の水蒸気と結合して硫酸（H₂SO₄）となり、露点以下の金属面に凝縮して腐食する

解説: 低温腐食（低温露点腐食）は燃料中の硫黄分（S）が燃焼してSO₂になり、さらに一部がSO₃に変化することで始まります。SO₃は排ガス中の水蒸気（H₂O）と結合して硫酸（H₂SO₄）を形成します。硫酸の露点（酸露点）は水蒸気の単純な露点（100℃付近）より高く、通常140〜160℃程…

関連キーワード: 低温腐食・硫酸露点・SO₃・硫黄分・エコノマイザ

正解: 4. 約8.5 Nm³/Nm³

解説: メタンの完全燃焼は CH₄＋2O₂→CO₂＋2H₂O で、1 Nm³当たりの理論酸素量は2 Nm³、理論空気量は2÷0.21≒9.52 Nm³です。このうちN₂は9.52×0.79≒7.52 Nm³で、燃焼で生じたCO₂ 1 Nm³と合わせた 7.52＋1＝8.52 Nm³ が、…

関連キーワード: メタン・理論空気量・理論乾き燃焼ガス量・完全燃焼

正解: 5. 吸収で生じた亜硫酸カルシウムを還元して石膏にする

解説: 湿式石灰石スラリー法（石灰−石膏法）では、吸収塔でスラリーと排ガスを接触させてSO₂を亜硫酸カルシウムとして吸収し、これを空気で酸化して石膏（硫酸カルシウム二水和物 CaSO₄・2H₂O）として回収します。還元ではなく酸化なので、選択肢5が誤りです。回収した石膏は品質が安定してお…

関連キーワード: 排煙脱硫・石灰石スラリー法・石膏・SO₂除去・湿式

正解: 2. 燃焼室熱負荷を下げると火炎の温度が下がり、窒素酸化物の発生が抑えられる。

解説: 燃焼室熱負荷は、燃焼室の単位容積当たり単位時間に発生する熱量で、伝熱面積当たりの値ではありません（1）。これが高いほど火炎の温度が上がって窒素酸化物が増えるので、燃焼室熱負荷を下げることは燃焼の改善による低NOx対策の一つとされます（2が正しい）。燃焼量が同じなら、容積を大きくと…

関連キーワード: 燃焼室熱負荷・窒素酸化物・燃焼室・未燃分

正解: 2. 約350℃

解説: 国内で最も多く使われている選択接触還元法は、排ガスにアンモニアを加え、酸化チタンを主成分にバナジウムやタングステンを加えた触媒の上でNOxを選んで反応させ、窒素と水にする方法です。反応器は350℃前後で運転するので、選択肢2が適しています。選択肢1の約120℃のような低い温度では…

関連キーワード: 排煙脱硝・選択接触還元法・アンモニア・触媒・硫酸水素アンモニウム

正解: 2. バナジウム（V）

解説: 重油に含まれるバナジウムは燃焼すると五酸化バナジウムとなり、ナトリウムの化合物と結びついて融点の低い化合物をつくります。これが過熱器管や再熱器管などの高温部に溶けた状態で付着し、管表面の保護皮膜を壊して腐食を進めます（高温腐食）。したがって選択肢2が正解です。原油中のバナジウムは…

関連キーワード: 高温腐食・バナジウム・ナトリウム・過熱器・添加剤

正解: 4. 層内の燃焼温度は、一般に1,400〜1,500℃程度に保たれる。

解説: 流動層燃焼は、砂や石灰石などの粒子の層に下から空気を吹き込んで流動化させ、その中で石炭を燃やす方式です。層内の燃焼温度は800〜900℃程度で、1,400〜1,500℃程度の微粉炭燃焼よりかなり低く保たれます。したがって選択肢4が誤りです。低温で燃やすのでNOxの発生が少なく、層…

関連キーワード: 流動層燃焼・炉内脱硫・石灰石・通風動力・微粉炭燃焼

正解: 2. 天然ガスを燃焼させたときの燃焼ガス中の水蒸気の割合は、重油を燃焼させた場合より小さくなる。

解説: 天然ガスの主成分のメタンは水素の質量割合が約25%と重油（12%前後）より大きく、燃焼で生じる水蒸気が多いので、燃焼ガス中の水蒸気の割合は重油の場合より大きくなります（理論空気量で燃焼させた湿り燃焼ガスでは、メタン約19%、重油約12%）。したがって選択肢2が誤りです。選択肢1：…

関連キーワード: 気体燃料・液体燃料・燃料配管・空気比・水蒸気

正解: 5. 油中に細かく乳化して混じっている水分の割合が多くなるほど、その重油の動粘度や流動点は低くなる。

解説: 全国オイルリサイクル協会の燃焼試験の資料では、水分を1%、5%、10%含むように調製した再生重油で、水分が増えるにつれて動粘度や流動点が上がり、発熱量が下がる傾向が示されています。油中に細かな水滴として分散した水分は油の流れを妨げるので、動粘度や流動点が低くなるとする選択肢5が誤…

関連キーワード: 重油・水分・動粘度・失火・排ガス

正解: 1. ジルコニア式O₂計は、高温に保った素子の両側の酸素濃度の差で生じる起電力を測る。

解説: ジルコニア式O₂計は、500℃以上に保つと酸素イオンだけを通す固体電解質となるジルコニアの両面に電極を付けたもので、両側の酸素濃度の差に応じて生じる起電力から酸素濃度を求めます。したがって選択肢1が正しいです。選択肢2：酸素は磁界に引き寄せられる常磁性をもち、磁気式O₂計はこの性…

関連キーワード: 排ガス分析・ジルコニア式O₂計・磁気式O₂計・オルザット分析装置・熱伝導率

正解: 5. 後向き形ファンは効率が高く高速回転が可能で、高い圧力・大容量の通風に適している

解説: 後向き形ファン（ターボファン）は、羽根が回転方向に対して後ろ向きに湾曲しており、効率が高く高速回転にも耐えられるため、高い圧力と大きな容量を必要とする通風に適しています。したがって選択肢5が正しい記述です。選択肢4は誤りで、多翼形ファン（シロッコファン）は小形・軽量・安価という利…

関連キーワード: 多翼形ファン・後向き形ファン・ラジアル形ファン・通風・送風機

正解: 1. 約8.0 kg

解説: 水素の完全燃焼反応は H₂ + 1/2 O₂ → H₂O です。水素分子（H₂）の分子量は2、酸素分子（O₂）の分子量は32なので、水素2 kgに対して酸素は 32 × 1/2 = 16 kg が必要です。したがって水素1 kg当たりの理論酸素量は 16 ÷ 2 = 8 kg と…

関連キーワード: 理論酸素量・水素・完全燃焼・燃焼計算・化学量論

正解: 4. 約23.8 Nm³/Nm³

解説: プロパンの完全燃焼反応式は C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O です。気体の場合、反応式の係数比がそのまま体積比になるため、プロパン1 Nm³の燃焼に必要な理論酸素量は5 Nm³です。理論空気量はこれを空気中の酸素の体積割合21%で割って、5 ÷ 0.21 ≒ 23…

関連キーワード: プロパン・理論空気量・燃焼計算・LPG・体積計算

正解: 4. 既設の燃焼設備に採用すると、伝熱の特性や炉内の温度分布が変わるため、燃焼効率が多少低下する。

解説: 排ガス再循環法は、燃焼排ガスの一部を燃焼用空気に混ぜて燃焼温度を下げ、あわせて酸素濃度を薄くしてNOxの生成を抑える方法です。既設の燃焼設備に採用すると、伝熱の特性や温度分布が変わるため、燃焼効率が多少低下するとされ、選択肢4が正しいです。選択肢1：循環させる排ガスの割合は、燃焼…

関連キーワード: 排ガス再循環・二段燃焼法・サーマルNOx・燃焼効率・低NOxバーナ

正解: 4. バーナで噴霧するときの予熱温度は、油の種類ごとに、その油の流動点を目安として定める。

解説: バーナで重油を十分に霧化して完全燃焼させるには、油の動粘度がバーナに適した値になるように予熱温度を定めます。流動点は、低温で油が流れるかどうかを判断する目安で、貯蔵や送油の扱いやすさに関わる性状であり、噴霧のための予熱温度の目安ではありません。したがって選択肢4が誤りです。選択肢…

関連キーワード: 重油・予熱温度・動粘度・流動点・引火点

正解: 2. 約60 m

解説: 自然通風の理論通風力Zは、煙突の外の空気と煙突内のガスの密度差による圧力差で、Z＝(ρa−ρg)×g×H（ρa：外気の密度、ρg：煙突内ガスの平均密度、g：重力加速度、H：煙突の高さ）で表されます。これを高さについて解くと、H＝Z÷{(ρa−ρg)×g}＝294÷(0.50×9.…

関連キーワード: 理論通風力・煙突・密度差・重力加速度・自然通風

正解: 4. 石炭灰の大部分は炉底に落ちてクリンカアッシュとなり、排ガスとともに運ばれて集じん装置で捕集される灰は一部にとどまる。

解説: 微粉炭燃焼で生じる石炭灰は、その85〜95%程度が排ガスとともに運ばれるフライアッシュで、電気集じん機などで捕集されます。炉底に落ちるクリンカアッシュは5〜15%程度なので、大部分がクリンカアッシュになるとする4が誤りです。石炭は微粉炭機で熱風により乾燥されながら粉砕され、200…

関連キーワード: 微粉炭燃焼・微粉炭機・フライアッシュ・クリンカアッシュ・貯蔵式

正解: 2. フレームロッドは、火炎の導電作用と整流作用を利用する検出器で、主にガスだきバーナやパイロットバーナに用いられる。

解説: フレームロッドは、火炎の中に挿入した電極に電圧をかけ、火炎の導電作用と整流作用によって流れる電流から火炎の有無を検出するもので、その構造から主にガスだきバーナやパイロット（点火用）バーナに用いられます。選択肢2が正しいです。選択肢1・3：紫外線光電管は炉壁の放射による誤作動がほと…

関連キーワード: 火炎検出器・フレームロッド・紫外線光電管・硫化鉛セル・スタックスイッチ

正解: 1. 着火しやすく燃焼速度の速い燃料は、火炎が長く伸びやすいので、燃え切らせるには広い燃焼室が要る。

解説: 着火しやすく燃焼速度の速い燃料は短い時間で燃え切り、火炎も長くならないので、燃焼室が狭くても燃え切らせることができる。広い燃焼室が要るとした1が誤り。燃焼室は火炎の長さや太さに見合う大きさとする必要があり、奥行きが足りずに火炎が炉壁に当たると、冷やされた火炎からすすが出る（2）。…

関連キーワード: 燃焼室・燃焼速度・バーナタイル・炉壁・熱損失

正解: 3. 吐出しダンパ制御

解説: ダンパで風量を絞る方法は、通風路に抵抗を加えて風量を減らすため、回転数を下げる方法に比べて動力の節減が小さくなります。中でも吐出しダンパ制御は、送風機の特性曲線に沿って運転点が移るだけで軸動力の減り方が小さく、同じ風量で比べると最も大きな軸動力を要します。したがって選択肢3が正解…

関連キーワード: 送風機・風量調節・吐出しダンパ・吸込みベーン・回転数制御

正解: 2. 炭素だけからなる燃料を完全燃焼させる場合、その燃料のCO₂maxは約21%となる。

解説: CO₂maxは、燃料を理論空気量（空気比1）で完全燃焼させたときの乾き燃焼ガス中のCO₂濃度で、燃料の組成だけで決まる（1・5は誤り。3も誤り）。炭素だけの燃料では、C＋O₂→CO₂で、空気とともに入る窒素は酸素の79/21倍なので、乾き燃焼ガスはCO₂ 1に対して窒素約3.76…

関連キーワード: CO₂max・空気比・乾き燃焼ガス・理論空気量・完全燃焼

正解: 1. 約500 kW/m³

解説: 燃焼室熱負荷は、燃焼室で単位時間に発生する熱量を燃焼室の容積で割った値で、発生熱量は燃料の低発熱量から求めます。蒸気が受け取った熱量は3,600 kg/h×2,640 kJ/kg＝9,504,000 kJ/h＝2,640 kWで、これをボイラー効率0.88で割ると燃料の発生熱量3…

関連キーワード: 燃焼室熱負荷・ボイラー効率・低発熱量・燃焼室の容積

正解: 5. 約6.0%

解説: 乾き燃焼ガス中の酸素濃度O₂（%）と空気比mの間には、近似式 m＝21÷(21－O₂) の関係があります（燃料中の窒素・酸素を無視し、乾き燃焼ガス中の窒素の割合を空気と同じとみなした式）。これを変形すると O₂＝21×(m－1)÷m となり、m＝1.4を代入すると 21×0.4÷…

関連キーワード: 空気比・酸素濃度・乾き燃焼ガス・近似式

正解: 3. 硫化カドミウムセルは、青いガス火炎の光をよくとらえるので、主にガスだきバーナに用いる。

解説: 硫化カドミウムセルは主に可視光によって電気抵抗が変わる性質を利用する検出器で、ガスの青い火炎はとらえにくいため、主に小形の油だきバーナに用いられます。ガスだきバーナに用いるとする選択肢3が誤りです。選択肢1は正しく、紫外線光電管は点火用の火花の紫外線にも感応するので、火花を火炎と…

関連キーワード: 火炎検出器・紫外線光電管・硫化鉛セル・硫化カドミウムセル・フレームロッド

正解: 1. 約9.5 Nm³/kg

解説: 実際の燃焼ガス量は、理論燃焼ガス量に、燃焼に使われずに残る過剰空気（(m－1)×理論空気量）を加えて求めます。乾き燃焼ガス量を問われているので、水蒸気を含まない理論乾き燃焼ガス量を用います。7.2＋(1.3－1)×7.8＝7.2＋2.34＝9.54≒9.5 Nm³/kgとなり、選…

関連キーワード: 乾き燃焼ガス量・理論空気量・空気比・過剰空気

正解: 3. 約98 Pa

解説: 理論通風力は、煙突の外の空気と煙突内の燃焼ガスの密度差に、重力加速度と煙突の高さを掛けて求めます。気体の密度は圧力が一定なら絶対温度に反比例するので、外気（293 K）の密度は1.29×273÷293≒1.202 kg/m³、燃焼ガス（523 K）の密度は1.34×273÷523…

関連キーワード: 理論通風力・煙突・密度・絶対温度

正解: 3. 風圧は4分の1、軸動力は8分の1

解説: 送風機の相似則では、風量は回転数に、風圧は回転数の2乗に、軸動力は回転数の3乗に比例します。回転数を2分の1にすると、風量は2分の1、風圧は(1/2)²＝4分の1、軸動力は(1/2)³＝8分の1になるので、選択肢3が正解です。軸動力は風量と風圧の積に比例するので、2分の1×4分の…

関連キーワード: 送風機・相似則・回転数・風圧・軸動力

正解: 1. 流動点とは、油を冷却したときに流動性を保つことができる最低の温度をいう

解説: 流動点とは、油を冷却していったときに流動性を保つことができる最低の温度です。したがって選択肢1が正解です。これに対し凝固点は、油が低温で流動性を失って凝固するときの最高温度で、一般に流動点は凝固点より2.5℃高い温度とされています。選択肢2は高低の関係が逆であり誤りです。選択肢3…

関連キーワード: 流動点・凝固点・重油・低温流動性・性状

正解: 4. 密度の大きい重油ほど、燃料1 kgの燃焼で生じる水蒸気の量は一般に多い。

解説: 密度の大きい重油ほど炭素と水素の質量比（C/H）が大きく、水素分が少なくなります。燃焼で生じる水蒸気は主に水素から生じるので、燃料1 kg当たりの水蒸気の量はむしろ少なく、選択肢4が誤りです。選択肢2は同じ理由で正しく、高発熱量と低発熱量の差は生成した水蒸気の凝縮潜熱に当たるので…

関連キーワード: 重油・密度・水蒸気・高発熱量・低発熱量

正解: 3. 燃料比とは、固定炭素の質量を揮発分の質量で除した値（固定炭素÷揮発分）である

解説: 燃料比は、石炭の工業分析で得られる固定炭素と揮発分の質量の比（固定炭素÷揮発分）で表され、石炭の炭化度（変成の進み具合）を示す指標として用いられます。したがって選択肢3が正解です。選択肢4は誤りで、灰分と水分の比を燃料比とは呼びません。選択肢5も誤りで、炭化度が進むほど揮発分が減…

関連キーワード: 燃料比・固定炭素・揮発分・工業分析・炭化度

正解: 1. 約800 ppm

解説: 硫黄は S＋O₂→SO₂ の反応で燃え、硫黄1 kmol（32 kg）から SO₂ 1 kmol、すなわち標準状態で22.4 Nm³が生じます。燃料1 kg中の硫黄は0.016 kgなので、SO₂は0.016÷32×22.4＝0.0112 Nm³です。これを乾き燃焼ガス量14 N…

関連キーワード: 硫黄分・二酸化硫黄・乾き燃焼ガス量・SO₂濃度

正解: 5. 約9,700 kJ/kg

解説: 低発熱量は、高発熱量から、燃焼ガス中の水蒸気が持ち去る蒸発潜熱を差し引いた値です。水蒸気になる水は、水素の燃焼で生じる水（水素1 kgから水9 kg）と燃料に含まれる水分の合計で、燃料1 kg当たり9×0.04＋0.40＝0.76 kgです。潜熱は2,500×0.76＝1,900…

関連キーワード: 低発熱量・高発熱量・蒸発潜熱・水素分・水分

正解: 1. 微粉炭燃焼では、粉砕した石炭を二次空気に乗せて吹き込み、周りから一次空気を送る。

解説: 微粉炭燃焼では、微粉炭機で粉砕した石炭を搬送用の一次空気とともにバーナの中央から炉内に噴出し、その周りから二次空気（さらに三次空気）を送って混合し燃焼させます。一次空気と二次空気を逆にした選択肢1が誤りです。選択肢2は正しく、火格子燃焼は燃料と空気の接触が悪いため多くの過剰空気を…

関連キーワード: 火格子燃焼・微粉炭燃焼・過剰空気・一次空気・二次空気

正解: 4. A重油はC重油より粘度が高く、油加熱器で加熱して用いる

解説: A重油は重油の中で最も粘度が低く、C重油のほうが粘度の高い製品です。A重油は一般に加熱しなくても良好に霧化・燃焼できるため、「A重油はC重油より粘度が高く、油加熱器で加熱して用いる」とする選択肢4の記述は誤りです。油加熱器が不可欠なのは、粘度の高いC重油など、加熱して粘度を下げな…

関連キーワード: 燃料供給系統・油ストレーナ・サービスタンク・油加熱器・油ポンプ

正解: 5. 高温の火炎では二酸化炭素や水蒸気の一部が解離して熱を吸収し、燃焼温度が下がる。

解説: 高温の火炎では、燃焼ガス中の二酸化炭素や水蒸気の一部が一酸化炭素・水素・酸素などに解離し、この反応が熱を吸収するため、実際の燃焼温度は解離を考えない計算値より低くなります。選択肢5が正解です。選択肢1は誤りで、燃焼ガスの比熱は温度が高いほど大きくなるので、高温になるほど温度は上が…

関連キーワード: 理論燃焼温度・解離・低発熱量・空気比・平均比熱

正解: 5. 旋回器や保炎板で火炎の付け根に流れの遅い渦をつくると、火炎が炎口付近に保たれ、リフトを防げる。

解説: 予混合燃焼では、炎口から出る混合気の速さと燃焼速度がつり合う所に火炎ができ、噴出速度が燃焼速度に比べて大きすぎると火炎が炎口から離れてリフトし、さらに進むと吹消えになります。旋回器や保炎板で火炎の付け根に流れの遅い渦の領域をつくると、火炎がそこにとどまって安定するので、5が正しい…

関連キーワード: リフト・吹消え・燃焼速度・予混合燃焼・保炎板

正解: 3. 約7.9%

解説: 排ガス熱損失は、排ガスが外気温度より高い温度のまま持ち去る顕熱で、排ガス量×平均比熱×（排ガス温度－外気温度）で求めます。燃焼用空気は外気温度で入ってくるので、基準は給水温度ではなく外気温度です。13×1.38×(200－20)≒3,229 kJ/kgを低発熱量41,000 kJ…

関連キーワード: 排ガス熱損失・排ガス温度・外気温度・平均比熱

正解: 4. 流動点は、凝固点より2.5℃高い温度である

解説: 流動点とは、油を冷却していったときに流動状態を保つことができる最低温度であり、凝固点より2.5℃高い温度とされています。凝固点は油が流動性を失って固まる温度です。流動点の高い重油は、冬季などの低温時に配管内で流動しにくくなるため取り扱いが難しく、加熱や保温が必要になります。一般に…

関連キーワード: 流動点・凝固点・重油・低温流動性

正解: 5. 密度の大きい重油ほど、単位質量当たりの発熱量は大きい

解説: 密度の大きい重油ほど炭素と水素の比（C/H比）が大きく、すなわち炭素分が多くて水素分が少ないため、単位質量当たりの発熱量はむしろ小さくなります。水素の単位質量当たりの発熱量（約120 MJ/kg）は炭素（約34 MJ/kg）よりはるかに大きいので、水素分の多い密度の小さい油のほう…

関連キーワード: 重油・密度・発熱量・C/H比・粘度

正解: 1. 戻り油形で燃焼量を減らすときは、戻り油側の調節弁を開く向きに操作して、戻り油の量を増やす。

解説: 戻り油形は、ノズルに送った油の一部を戻り油として返し、戻り油の量で噴射量を調節します。燃焼量を減らすときは戻り油側の調節弁を開いて戻り油を増やし、ノズルへの供給圧力はあまり下げないので、低負荷でも霧化が保たれます。選択肢1が正解です。選択肢2は誤りで、噴射量は油圧の平方根にほぼ比…

関連キーワード: 圧力噴霧式バーナ・戻り油形・非戻り油形・噴射量・調節範囲

正解: 2. ガンタイプバーナは、主に大容量の発電用ボイラーに用いられる

解説: ガンタイプバーナは、バーナと送風機・点火装置などをユニット化した一体形の小型バーナで、暖房用ボイラーなど比較的小容量の設備に用いられます。大容量の発電用ボイラーに用いられるという記述は誤りです。センタータイプバーナは空気流の中心に置いたノズルの先端からガスを噴射する形式、リングタ…

関連キーワード: ガスバーナ・センタータイプ・リングタイプ・マルチスパッド・ガンタイプ

正解: 5. 高温腐食防止剤 —— 重油中の硫黄分を除去してSOxの発生を防ぐ

解説: 高温腐食防止剤は、重油中のバナジウムが燃焼によって生成する五酸化バナジウム（V₂O₅）などを主成分とする灰による高温腐食（バナジウムアタック）を抑制するための添加剤で、灰の融点を高めて伝熱面への溶着を防ぐ働きをします。添加剤によって重油中の硫黄分そのものを除去することはできず、S…

関連キーワード: 重油添加剤・高温腐食防止剤・バナジウム・流動点降下剤・スラッジ分散剤

正解: 1. 微粉炭燃焼に比べて、負荷変動への追従性が優れている

解説: 火格子燃焼は石炭を火格子上に層状に積んで燃焼させるため、炉内に多量の石炭が滞留しており、燃焼量の調節に時間がかかります。一方、微粉炭燃焼は石炭を微粉化してバーナから吹き込み、気体燃料に近い状態で燃焼させるため、負荷変動への追従性は微粉炭燃焼のほうが優れています。したがって選択肢1…

関連キーワード: 火格子燃焼・ストーカ・火格子燃焼率・上込め燃焼・クリンカ

正解: 1. 完全燃焼に必要な過剰空気量が予熱しない場合より多くなる。

解説: 燃焼用空気を予熱すると燃焼状態が良くなり、理論空気量に近い空気量でも完全燃焼させられるので、過剰空気量は少なくてすみます。過剰空気量が多くなるとする1が誤りです。予熱した空気は顕熱を持ち込むので、同じ燃料でも理論燃焼温度は高くなります（2）。空気予熱器は排ガスの熱を燃焼用空気に回…

関連キーワード: 空気予熱器・燃焼用空気・過剰空気量・理論燃焼温度・ボイラー効率

正解: 3. 約9.1%

解説: 完全燃焼のときは、乾き排ガス中の酸素濃度から空気比を m＝21÷(21－4.2)＝1.25 と求められます。実際の排ガス量は、理論燃焼ガス量に過剰な空気の分を加えて 11.2＋(1.25－1)×10.5≒13.83 Nm³/kg です。排ガス熱損失は 13.83×1.38×(23…

関連キーワード: 排ガス熱損失・空気比・理論空気量・理論燃焼ガス量・低位発熱量

正解: 1. サイクロン集じん器は、同じ形のまま大形にすると集じん効率が下がる。

解説: サイクロン集じん器は、ガスを旋回させた遠心力で粒子を壁へ寄せて分離する装置で、同じ形のまま大形にすると集じん効率が下がるため、大量のガスには小形のものを並列に組み合わせたマルチサイクロンが用いられます。よって1が正しいです。電気集じん器は、ガスの流れを妨げるものが放電極くらいしか…

関連キーワード: 集じん装置・サイクロン・電気集じん器・バグフィルタ・圧力損失

正解: 1. 油田で原油とともに産出する天然ガスには、乾性ガスよりも湿性ガスのほうが多い。

解説: 天然ガスは、液化しやすい成分をどれだけ含むかで湿性ガスと乾性ガスに分けられます。湿性ガスはメタンのほかにエタン、プロパン、ブタンなどの重い炭化水素を多く含み、圧縮や冷却で液状の成分を生じるので「湿性」と呼ばれます。油田で原油とともに産出するガスは湿性ガスであることが多く、1が正し…

関連キーワード: 天然ガス・湿性ガス・乾性ガス・油田・発熱量

正解: 2. 石油化学工場や石油精製工場で石油類を分解するときに発生し、水素を多く含むガスである

解説: オフガスは、石油化学工場や石油精製工場で石油類を分解する工程から発生し、水素を多く含む副生ガスです。「石炭を乾留してコークスを製造するときに発生」はコークス炉ガス、「高炉で銑鉄を製造するときに副生」は高炉ガスの説明です。「有機物を嫌気性発酵させて得られる」はバイオガスに当たります…

関連キーワード: オフガス・石油化学・石油精製・副生ガス・水素

正解: 3. 接触伝熱面で伝わる熱量の割合が、重油の場合より多い。

解説: ガス火炎は、油火炎に比べてすすなどの光る粒子が少なく輝度が低いため、燃焼室での放射による伝熱量が少なく、その分、燃焼室を出た燃焼ガスから接触伝熱面（対流伝熱面）で伝わる熱量の割合が多くなります。よって3が正しいです。燃料に窒素分が無くても、高温の火炎では燃焼用空気中の窒素からサー…

関連キーワード: 都市ガス・輝度・サーマルNOx・理論空気量・燃焼ガス

正解: 4. 加熱温度が高すぎると、油が熱で変質して、油加熱器の伝熱面などに炭素状の付着物を生じる原因となる。

解説: 粘度の高い重油は、加熱して粘度を下げ、バーナの形式に合った粘度で噴霧します。加熱温度が高すぎると、熱安定性の悪い油では変質が起き、油加熱器の伝熱面のような高温部に炭素状の付着物（炭化物）を生じる原因となるので、4が正しいです。送油に適した動粘度はおよそ500〜1,000 mm²/…

関連キーワード: 重油・油加熱器・加熱温度・動粘度・噴霧

正解: 5. 霧化媒体の圧力と、バーナへ送る燃料油の圧力との差

解説: 霧化媒体差圧調節弁は、霧化に使う蒸気や空気の圧力を調節する弁で、燃焼量に応じて変わるバーナ入口の燃料油の圧力に対し、霧化媒体の圧力との差が一定になるように働きます。油圧が変わっても霧化媒体との圧力差が保たれるので、燃焼量が変わっても安定した霧化が得られます。よって5が正解です。燃…

関連キーワード: 霧化媒体差圧調節弁・霧化媒体・蒸気噴霧式・燃料油・噴燃ポンプ

正解: 5. 水の粒を包む油との境の膜を不安定にし、細かい水の粒どうしを合わさせて沈める。

解説: 水分分離剤は、界面活性の働きをもつ解乳化剤で、油中で水の粒を包んでいる油との境の膜を不安定にし、細かい水の粒どうしを合わさせて大きくし、沈降させます。分かれた水はタンクの底部から抜き取れるようになるので、5が正しいです。1：油の比重を下げて沈む速さを上げる薬剤ではなく、水と油の境…

関連キーワード: 重油・水分分離剤・乳化・解乳化剤

正解: 5. 予熱する空気の一部をバイパスさせて、空気予熱器を出る燃焼ガスの温度を高く保つ。

解説: 低温腐食は、燃焼ガス中の三酸化硫黄と水蒸気からできた硫酸の蒸気が、酸露点より温度の低い伝熱面に凝縮して起こる。空気予熱器では、予熱する空気の一部をバイパスさせて空気予熱器を出る燃焼ガスの温度を上げたり、蒸気式空気予熱器を組み合わせてガス式空気予熱器に入る空気をあらかじめ温めたりし…

関連キーワード: 低温腐食・空気予熱器・酸露点・バイパス・低温腐食防止剤