ボイラーの構造（A1～A10）

熱及び蒸気に関し、次のうち正しいものはどれか。

１：圧力1MPa、温度180℃の乾き飽和蒸気を加熱して、圧力1MPa、温度230℃の過熱蒸気を得たとき、この蒸気の過熱度は27.7％である。

２：圧力が0.1MPaのときより、0.2MPaのときのほうが水の単位質量当たりの蒸発熱は大きい。

３：換算蒸発量とは、常用圧力におけるボイラーの実際の蒸発量を最高使用圧力のときの蒸発量に換算したものである。

４：熱と仕事はともにエネルギーの形態で、電気的仕事量1kWhは、熱量3.6MJに相当する。

５：蒸発熱は、0℃の水と飽和蒸気の比エンタルピの差であり、冷水から蒸気へと状態が変化するのに費やされる熱量である。

解答と解説

炉筒煙管ボイラーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：他の丸ボイラーに比べ、構造が複雑で内部は狭く、掃除や検査が困難なため、十分に処理した水を供給しなければならない。

２：煙管の熱伝達率を上げるために、煙管にはスパイラル管を使用することが多い。

３：ウェットバック式は、後部煙室を胴の内部に設けて、その周囲が水で囲まれている構造である。

４：戻り燃焼方式では、燃焼火炎が、炉筒前部から後部へ流れ、そして炉筒後部で反転して前方に戻る一連の流れを1パスと数える。

５：エコノマイザや空気予熱器を設け、ボイラー効率の向上を図っているものがある。

解答と解説

水管ボイラーの構造及び特徴に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：給水及びボイラー水処理に注意が必要で、特に高圧ボイラーでは厳密な水管理が求められる。

２：伝熱面積当たりの保有水量が少ないので、起動から所要蒸気を発生するまでの時間が短い。

３：炉壁に用いられる水冷壁管は、火炎からの強い放射熱を吸収し、高い蒸発率を示す放射伝熱面になる。

４：高温高圧ボイラーでは、本体伝熱面が水冷壁管だけからなり、接触伝熱面が全くないか、あるいはわずかしかない放射ボイラーの形式をとる。

５：大容量ボイラーには、一般に蒸気ドラム1個と水ドラム2個の3胴形の形式が用いられる。

解答と解説

水管ボイラーにおける水の循環に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：水管と蒸気間の熱伝達率は、水管と沸騰水間に比べてはるかに小さいので、運転中、水管内に発生蒸気が停滞すると管壁温度が著しく高くなる。

２：循環力を大きくするためには下降管を加熱せず、また、蒸気ドラムと水ドラムの高さの差を大きくとることが有効である。

３：高圧ボイラーでは、熱負荷を増すと上昇管内の気水混合物の平均密度が増加し、循環力が低下して上昇管出口の管壁温度が上昇する。

４：上昇管を上昇した蒸気は、蒸気ドラムで水分が分離された後、外部に供給され、その分の給水が蒸気ドラムに供給される。

５：強制循環式水管ボイラーでは、循環ポンプによって、細い水管や水平の上昇管を用いる場合でも循環を行わせることができる。

解答と解説

貫流ボイラーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：貫流ボイラーは、一連の長い管群で構成され、給水ポンプによって一端から押し込まれた水が順次、予熱、蒸発、過熱され、他端から過熱蒸気となって取り出される。

２：貫流ボイラーは、負荷変動により大きな圧力変動を生じやすいので、給水量や燃料供給量の応答の速い自動制御を必要とする。

３：超臨界圧貫流ボイラーでは、水の状態から加熱状態、沸騰状態を経て連続的に高圧蒸気に変化し、供給される。

４：超臨界圧貫流ボイラーでは、ベンソンボイラーの炉外下降管は不要となり、ベンソンボイラーもズルツァボイラーも類似の構造になる。

５：小形貫流ボイラーの循環方式は、単管式の場合は強制循環であり、多管式の場合は自然循環である。

解答と解説

ボイラーの附属設備及び附属品に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：沸水防止管（アンチプライミングパイプ）は、多数の穴のあいたパイプで、上部から蒸気を取り入れて水滴を下部の穴から流すようにしたものである。

２：脱気器は、給水中の酸素など溶存気体を取り除くために、給水ポンプの吸込み側に設ける。

３：デミスタは、金網を重ねたものに蒸気を通し蒸気中の水分を分離する装置で、気水分離器の一種である。

４：給水加熱器は、排ガス熱を回収して、給水の温度を上げる装置で、熱交換式が広く用いられる。

５：エコノマイザの設置による通風抵抗の増加は、空気予熱器を設置する場合より少ない。

解答と解説

炉筒の構造と強度に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：炉筒は、燃焼ガスによって加熱され、長手方向に膨張しようとするが鏡板によって拘束されるため、圧縮応力が生じる。

２：熱応力が生じる鏡板や炉筒を補強するため、ブリージングスペースにはステーを設ける。

３：炉筒は、外圧を受けるので、真円度が保たれていないと、圧力により変形が増し、圧かい（座屈）を起こすおそれがある。

４：炉筒の圧かいを防止するため、波形炉筒を用いたり、平形炉筒の場合には外周に補強リングを溶接したりする。

５：平形炉筒では、熱応力を軽減するための伸縮継手の多くは各節の接合部に設けられ、溶接によって取り付けられる。

解答と解説

圧力制御用機器に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：オンオフ式蒸気圧力調節器は、蒸気圧力によって伸縮するベローズにより作動レバーが動き、マイクロスイッチや水銀スイッチを開閉する。

２：蒸気圧力調節器は、ベローズに直接蒸気が浸入しないよう、水を満たしたサイホン管を用いて取り付ける。

３：比例式蒸気圧力調節器は、ポテンショメータを介して、蒸気圧力を制御する。

４：比例式蒸気圧力調節器の比例帯は、ボイラーの特性、蒸気の使用状態などに応じて、その幅を調整するが、制御を安定させるためには、条件が許す限り、小さく設定する。

５：圧力制限器は、ボイラーの蒸気圧力、燃焼用空気圧力、燃料油圧力などが設定値以外の値になった場合に、直ちに燃料の供給を遮断する。

解答と解説

下図は比例式蒸気圧力調節器の比例帯設定目盛板を示す。指針が図の位置に設定されたとき、比例制御が行われる範囲は１～５のうちどれか。
なお、圧力は0.60MPaに設定されている。

１：0.09MPaから0.39MPa

２：0.41MPaから0.69MPa

３：0.60MPaから0.79MPa

４：0.69MPaから0.79MPa

５：0.69MPaから0.99MPa

解答と解説

蒸発量が毎時2t、燃料消費量が毎時150kgの炉筒煙管ボイラーで、燃料の重油の低発熱量が39.7MJ/kgである場合、ボイラー効率の近似値は、次のうちどれか。
ただし、発生蒸気の比エンタルピは2780kJ/kg、給水の温度は24℃とする。

１：86.2％

２：88.4％

３：90.0％

４：91.2％

５：92.4％

解答と解説