2020年4月 一級ボイラー技士試験 問2

解説

正解は5です。 ボイラー効率の式から、発生蒸気の比エンタルピを逆算する計算問題です。 ボイラー効率は、燃料の発熱量のうち、蒸気の発生に使われた熱の割合です。 【計算】 ボイラー効率η＝G×(h2－h1)÷(F×Hl)です。 Gは蒸発量、h2は発生蒸気の比エンタルピ、h1は給水の比エンタルピです。 Fは燃料消費量、Hlは燃料の低発熱量です。 G＝4000kg/h、F＝350kg/h、Hl＝45000kJ/kg、η＝0.90を使います。 燃料の入熱＝350×45000＝15,750,000kJ/hです。 蒸気が受け取った熱＝0.90×15,750,000＝14,175,000kJ/hです。 h2－h1＝14,175,000÷4000＝3543.75kJ/kgです。 水の比熱を約4.187kJ/(kg・K)とすると、h1≒4.187×23≒96kJ/kgです。 h2≒3543.75＋96≒3640kJ/kgとなります。 【選択肢別解説】 1：× 97kJ/kgは、ほぼ23℃の給水の比エンタルピに当たる値です。 発生蒸気の比エンタルピではありません。 2：× 100kJ/kgも水の比エンタルピ程度の値で、蒸気の値としては小さすぎます。 3：× 130kJ/kgも水の比エンタルピ程度の値で、計算結果と大きく異なります。 4：× 3450kJ/kgは、給水の比エンタルピを足すべきところを引いた値（3543.75－96≒3450）です。 5：○ 計算結果の約3640kJ/kgに最も近い値です。 【ポイント】 効率の式では、蒸気が受け取った熱を「発生蒸気と給水の比エンタルピの差」で表します。 給水の比エンタルピは「水温×約4.19」で近似できます。