燃料及び燃焼（B1～B10）

燃料の分析及び性質に関し、誤っているものは次のうちどれか。

１：液体燃料に小火炎を近づけたとき、瞬間的に光を放って燃え始める最低の温度を引火点という。

２：組成を示すときに、通常、液体燃料及び固体燃料には元素分析が、気体燃料には成分分析が用いられる。

３：高発熱量は、水の蒸発潜熱を含めた発熱量で、通常、熱量計による測定値は高発熱量である。

４：断熱熱量計による燃料の発熱量の測定は、水槽中に沈めた耐圧容器内で燃料を完全燃焼させたときの発生熱量を、水槽内の水の温度上昇から算出するものである。

５：高発熱量と低発熱量の差は、燃料中の炭素及び酸素の割合で決まる。

解答と解説

液体燃料に関し、誤っているものは次のうちどれか。

１：重油の密度は、その温度条件を付して、t℃における密度を「密度（t℃）」と表す。

２：重油は、密度が大きいものほど燃焼性は悪いが、単位質量当たりの発熱量は大きい。

３：重油の密度は、温度が上がるほど小さくなる。

４：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、これが大きい重油ほどすすを生じやすい。

５：重油の引火点は、実際は平均100℃前後で、着火点は250～400℃程度である。

解答と解説

ボイラー用気体燃料に関し、誤っているものは次のうちどれか。

１：気体燃料は、燃料中の硫黄分及び灰分が少なく、伝熱面や火炉壁を汚染することがほとんどない。

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

３：天然ガスのうち乾性ガスは、可燃成分のほとんどがメタンで、その発熱量は湿性ガスより小さい。

４：LNGは、液化前に脱硫・脱炭酸ブ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、空気より重く、その発熱量は天然ガスより大きい。

解答と解説

石炭に関し、誤っているものは次のうちどれか。

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、石炭の主成分をなすもので、石炭化度の進んだものほど多い。

４：石炭化度が低い石炭は、揮発分が少なく、ガスの放出量が少ないため発熱量は小さい。

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

燃焼及び燃焼室に関し、誤っているものは次のうちどれか。

１：理論燃焼温度とは、基準温度において、燃料が理論空気量で完全燃焼し、外部への熱損失がないと仮定した場合に到達すると考えられる燃焼ガス温度をいう。

２：理論燃焼温度は、燃料の低発熱量及び燃焼ガスの平均定圧比熱に比例する。

３：単位時間における燃焼室の単位容積当たりの発生熱量を燃焼室熱負荷という。

４：微粉炭バーナを有する水管ボイラーの燃焼室熱負荷は、通常、油・ガスバーナを有する水管ボイラーのそれより小さい。

５：実際燃焼温度は、燃料の種類、空気比、燃焼効率などの条件で大きく変わり、局部的な温度は1,800℃に達することもある。

解答と解説

メタンガス2m³を完全燃焼させるときに必要な理論空気量の値に最も近いものは、１～５のうちどれか。
なお、メタンが完全燃焼して二酸化炭素と水になる反応式は次のとおりである。また、体積は、標準状態の体積とする。

CH4＋2O2→CO2＋2H2O

１：4.0m³

２：5.0m³

３：10.0m³

４：16.0m³

５：19.0m³

解答と解説

重油バーナに関し、誤っているものは次のうちどれか。

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、霧化特性が良く、油量調節範囲も広い。

２：ロータリバーナは、旋回室の中心のノズルから噴射する燃料油を、旋回する空気の遠心力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油量を供給し、燃焼量を超える油量を油ボ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：噴霧式油バーナのスタビライザは、燃料噴流と空気の初期混合部で、空気に渦流又は旋回流を与えて燃料噴流との接触を速め、着火を確実にし、燃焼を安定させるものである。

５：ガンタイプ油バーナは、ファンと圧力噴霧式油バーナとを組み合わせたもので、蒸発量が3t/h程度以下の比較的小容量のボイラーに多く用いられる。

解答と解説

ファンに関し、誤っているものは次のうちどれか。

１：ボイラーの通風に用いるファンは、比較的風圧が低く、送風量が大きいことが必要であり、さらに誘引ファンは、摩耗や腐食に強いことが必要である。

２：多翼形ファンは、羽根車の外周近くに浅く幅長で前向きの羽根を多数設けたもので、効率が低い。

３：多翼形ファンは、小形、軽量、安価であるが、高温、高圧、高速の送風には適さない。

４：後向き形ファンは、羽根車の主板及び側板の間に8～24枚の後向きの羽根を設けたもので、効率が良く、大容量の送風に適する。

５：ラジアル形ファンは、中央の回転軸から放射状に6～12枚の平面状の羽根を取り付けたもので、効率は良いが、摩耗や腐食に弱い。

解答と解説

ボイラーの燃料の燃焼により発生するばいじんに関し、誤っているものは次のうちどれか。

１：燃料を燃焼させる際に発生する固体微粒子には、すすとダストがある。

２：ダストは、燃焼反応が冷却などにより中断されたり、酸素が十分に供給されなかったりして、分解した炭素がそのまま遊離炭素として残存したものである。

３：ばいじんは、燃焼条件によって発生量が大きく変化するが、この燃焼条件は、燃料の性状、初期撹拌条件及び火炉条件に大別される。

４：ばいじん発生の抑制には、空気比を適切に保ち燃料と燃焼空気との混合を良好にすること、燃焼温度を高く保つこと及び焼滞留時間を長く保つことが必要である。

５：ばいじんは、慢性気管支炎の発症率に大きな影響を与える。

解答と解説

ボイラーの熱損失に関し、誤っているものは次のうちどれか。

１：不完全燃焼ガスによる損失は、燃焼ガス中にCO2などの未燃ガスが残ったときの損失である。

２：ボイラー周壁からの放散熱損失は、ボイラーの容量が大きいほどその割合は小さい。

３：燃えがら中の未燃分による損失は、油だき及びガスだきでは、ほぼゼロであるが、石炭の火格子燃焼では10％に及ぶものがある。

４：ボイラーの熱損失には、蒸気や温水の放出による損失も含まれる。

５：空気比を小さくして完全燃焼させることは、排ガス熱による熱損失を小さくするために有効である。

解答と解説