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燃料及び燃焼(B1~B10)

H31前期-B-問1

液体燃料に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:重油は、一般に、密度が大きいものほど燃焼性が悪く、単位質量当たりの発熱量も小さい。

2:燃料中の炭素・水素の質量比(C/H比)は、燃焼性を示す指標の一つで、この値が小さい重油ほど、すすを生じやすい。

3:質量比は、ある体積の試料の質量と、それと同体積の水の質量との比であり、試料及び水の温度条件を示す記号を付して表す。

4:重油の実際の引火点は100℃前後で、着火点は250~400℃程度である。

5:燃料の密度は、粘度、引火点、炭素・水素比(C/H比)、残留炭素分、硫黄分、窒素分と互いに関連している。

解答と解説

H31前期-B-問2

ボイラー用気体燃料に関し、次のうち誤っているものはどれか。
ただし、文中のガスの発熱量は、標準状態(0℃、101.325kPa)における単位体積当たりの発熱量とする。

1:気体燃料は、空気との混合状態を比較的自由に設定でき、火炎の広がり、長さなどの調整が容易である。

2:ガス火炎は、油火炎に比べて輝度が低く、燃焼室での輝炎による放射伝熱量が少なく、管群部での対流伝熱量が多い。

3:天然ガスのうち湿性ガスは、メタン、エタンのほかプロパン以上の高級炭化水素を含み、その発熱量は乾性ガスより大きい。

4:LNGは、液化前に脱硫・脱炭酸プロセスで精製するため、CO2、N2、H2Sなどの不純物を含まない。

5:LPGは、硫黄分がほとんどなく、かつ、空気より軽く、その発熱量は天然ガスより大きい。

解答と解説

H31前期-B-問3

石炭に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:石炭が炉内で加熱されると、まず揮発分が放出され、長炎となって燃焼する。

2:石炭を火格子上で燃焼させるとき、揮発分が放出された後に残るのが「おき」で、これは固定炭素が燃焼しているものである。

3:固定炭素は、石炭の主成分で、石炭化度の進んだ石炭ほど少ない。

4:石炭化度が低い石炭は、揮発分が多いため、分解温度になると空気の供給が不足し、燃焼温度が低下する。

5:無煙炭は、最も石炭化度の進んだ石炭で燃焼速度が遅いため、燃焼滞留時間を長くする必要がある。

解答と解説

H31前期-B-問4

ボイラーにおける重油の燃焼に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:粘度の高い重油は、加熱により粘度を下げて、噴霧による油の微粒化を容易にする。

2:バーナで噴霧された油滴は、送入された空気と混合し、バーナタイルなどの放射熱により加熱されて徐々に気化し、温度が上昇して火炎を形成する。

3:バーナで油を良好に霧化するには、B重油で50~60℃、C重油で80~105℃程度の油温に加熱する。

4:重油の加熱温度が高すぎると、炭化物生成の原因となる。

5:通風が弱すぎる場合は、火炎に火花が生じやすい燃焼となる。

解答と解説

H31前期-B-問5

空気比に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:空気比とは、理論空気量に対する実際空気量の比をいい、理論空気量をA0、実際空気量をA、空気比をmとすると、A=mA0となる。

2:空気比が変われば、燃焼ガスの成分割合も変わる。

3:実際燃焼における空気比の概略値は、液体燃料で0.77~0.95、微粉炭で0.77~0.87である。

4:空気比が過小な場合には、黒煙が出たり、燃焼効率が低下するなどの影響が生じる。

5:空気比が過大な場合には、燃焼温度が低下したり、排ガス量が多くなるなどの影響が生じる。

解答と解説

H31前期-B-問6

重油バーナに関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:蒸気(空気)噴霧式油バーナは、比較的高圧の蒸気(空気)を霧化媒体として燃料油を微粒化するもので、霧化特性は良いが、油量調節範囲は狭い。

2:ロータリバーナは、高速で回転するカップ状の霧化筒により燃料油を放射状に飛散させ、筒の外周から噴出する空気流によって微粒化するもので、中小容量のボイラーに用いられる。

3:戻り油形の圧力噴霧式油バーナは、負荷に関係なくほぼ同一の油量を供給し、燃焼量を超える油量を油ポンプの吸込み側に戻すもので、油量調節範囲は、非戻り油形のものより広い。

4:噴霧式油バーナのアトマイザは、燃料油を霧状に微粒化し、バーナ中心から炉内に向けて円すい状に噴射するものである。

5:低圧気流噴霧式油バーナは、4~10kPaの比較的低圧の空気を霧化媒体として燃料油を微粒化するもので、蒸発量が約10t/h以下の比較的小容量のボイラーに用いられる。

解答と解説

H31前期-B-問7

ガスバーナに関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:ガスバーナには、拡散形と予混合形があるが、中・小容量ボイラーでは予混合形が主バーナとして使用されることが多い。

2:予混合形パイロットガスバーナは、リテンションリングを設けているため、混合ガスの流速が速くなっても、火炎が安定している。

3:拡散形ガスバーナは、ガスと空気を別々に噴出させ拡散混合させながら燃焼させるもので、操作範囲が広く、逆火の危険性が低い。

4:センタータイプガスバーナは、空気流の中心にバーナ管を設け、バーナ管の先端に複数のガス噴射ノズルがあるもので、スタビライザで保炎する。

5:ガンタイプガスバーナは、バーナ、ファン、点火装置、燃焼安全装置、負荷制御装置などを一体化した中・小容量ボイラー用バーナである。

解答と解説

H31前期-B-問8

ボイラーの通風に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:外気の密度をPa(㎏/m3)煙突内ガスの密度をPb(㎏/m3、煙突の高さをH(m)、重力加速度をg(m/s2)とすれば、煙突の理論通風力Z(Pa)は、Z=(Pa-Pb)gHで求められる。

2:人工通風は、自然通風に比べ、ボイラーなどの通風抵抗を大きくとることができ、管群での燃焼ガス速度を上げ、伝熱特性を向上させることができる。

3:通風に用いられるファンは、風圧が高く、送風量の多いものが良い。

4:押込通風は、炉内が大気圧以上の圧力となるので、炉内に漏れ込む空気がなく、ボイラー効率は向上する。

5:平衡通風は、押込通風と誘引通風を併用した方式で、通常、燃焼室内を大気圧よりわずかに低い圧力に調節し、炉内の気密が困難な石炭焚きボイラーだなどに用いられる。

解答と解説

H31前期-B-問9

ボイラーの排ガス中のNOxを低減する燃焼方法に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:燃焼によって生じるNOxは、燃焼性が適切と思われる空気比の付近でピークとなり、空気比がこれより小さくても大きくても減少する。

2:燃焼用空気を一次と二次に分けて供給し、燃焼を二段階で完結させて、NOxを低減する。

3:空気予熱器を設置しないで火炎温度を低下させてNOxを低減する方法では、排ガス熱はエコノマイザを設置して回収する。

4:可能な限り理論空気量に近い空気比で燃焼させてNOxを低減する方法では、ボイラー効率が低下する。

5:燃焼用空気に排ガスの一部を混合して燃焼ガスの体積を増し、酸素分圧を下げるとともに燃焼温度を下げ、NOxを低減する。

解答と解説

H31前期-B-問10

重油燃焼ボイラーの低温腐食に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:軟鋼は、濃硫酸には反応しにくいが、希硫酸には激しく侵され腐食する。

2:金属の表面温度が硫酸蒸気の露点以上になると、腐食量は急激に増加する。

3:空気予熱器の低温腐食防止対策として、蒸気式空気予熱器を併用して、入口空気温度を上昇させる方法がある。

4:空気予熱器の低温腐食防止対策として、空気予熱器で予熱される空気の一部をバイパスさせて、出口ガス温度を上昇させる方法がある。

5:空気予熱器の低温腐食防止対策として、空気予熱器の伝熱板の材料に、比較的耐食性の良いセラミックスやエナメル被覆鋼を使用する方法がある。

解答と解説

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