2020年10月 一級ボイラー技士試験 問2

解説

正解は5です。 ボイラー効率の式を変形して、発生蒸気の比エンタルピを求める計算問題です。 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量の割合です。 【計算】 ボイラー効率の式は、η＝G×（h2－h1）÷（F×Hl）です。 ここで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、Fは燃料使用量、Hlは低発熱量です。 式を変形すると、h2＝η×F×Hl÷G＋h1となります。 燃料の熱量は、300kg/h×40,000kJ/kg＝12,000,000kJ/hです。 蒸気の発生に使われた熱量は、12,000,000×0.90＝10,800,000kJ/hです。 蒸気1kgあたりに与えられた熱量は、10,800,000÷4,000kg/h＝2,700kJ/kgです。 給水の比エンタルピは、水の比熱を約4.187kJ/(kg·K)として、24×4.187≒100kJ/kgです。 したがって、h2＝2,700＋100＝2,800kJ/kgとなります。 【選択肢別解説】 1：× 15kJ/kgは、計算結果の2,800kJ/kgとかけ離れた値です。 2：× 110kJ/kgは、給水の比エンタルピ（約100kJ/kg）に近い値で、発生蒸気の比エンタルピではありません。 3：× 2,600kJ/kgは、計算結果より200kJ/kg小さく、最も近い値ではありません。 4：× 2,700kJ/kgは、蒸気1kgに与えられた熱量だけの値です。 給水がもともと持っている比エンタルピ（約100kJ/kg）を足し忘れています。 5：○ 2,700kJ/kgに給水の比エンタルピ約100kJ/kgを加えた2,800kJ/kgが、発生蒸気の比エンタルピです。 【ポイント】 蒸気1kgに与えた熱量は「発生蒸気の比エンタルピ－給水の比エンタルピ」です。 給水の比エンタルピは、給水温度（℃）に約4.187を掛けて求めます。