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令和2年度 公害防止管理者 大気特論 問5を解説|ボイラーの基準空気比と燃焼室熱負荷

令和2年度 大気特論 問5は、省エネ法(エネルギーの使用の合理化等に関する法律)の告示に示されたボイラーの基準空気比と代表的な燃焼室熱負荷の組合せを問う問題です。電気事業用ではないボイラーについて、正しい組合せを選びます。

この問題のポイント

ボイラー形式・基準空気比・燃焼室熱負荷の三つがそろって正しい組合せを選ぶ問題です。丸暗記が難しくても、燃料の状態から空気比の大小の傾向をつかんでおくと絞り込めます。分かれ目は固体燃料(微粉炭)のボイラーは、気体・液体燃料よりも基準空気比が高めに設定されるという向き。粉にした固体を燃やすには余分の空気が必要になるためで、この傾向に合わない空気比を掲げた組合せを外していきます。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(4)

各選択肢の正誤

選択肢各選択肢の判定解説
(1)×(誤り)気体燃料ボイラーの空気比や熱負荷の組合せが告示の値と合いません。
(2)×(誤り)重油ボイラーの空気比・熱負荷の範囲が告示の組合せと一致しません。
(3)×(誤り)重油ボイラーの熱負荷の範囲が過大で、告示の組合せと合いません。
(4)○(正しい)微粉炭ボイラーは基準空気比が高め(1.2~1.3)で、熱負荷の範囲もそろっており組合せが正しい記述です。
(5)×(誤り)微粉炭ボイラーなのに空気比が低め(1.1~)になっており、固体燃料の傾向と合いません。

ここが分かれ目

燃料の状態が「気体→液体→固体」と扱いにくくなるほど、完全に燃やすために必要な余分の空気が増え、基準空気比は高めになります。微粉炭は固体を粉にして燃やすため、基準空気比は1.2~1.3と高めに置かれます。選択肢(4)と(5)はどちらも微粉炭ボイラーですが、(5)は空気比が1.1~と低めで固体燃料の傾向に合いません。まず燃料の種類から空気比の大小を確かめ、そのうえで熱負荷の範囲がそろっているかを見るのが確実です。正しくそろっているのは選択肢(4)です。

覚え方

  • 基準空気比は気体<液体<固体の順に高め
  • 微粉炭(固体燃料)は空気比が高い側(1.2~1.3)
  • 組合せ問題は「形式→空気比→熱負荷」の順にふるいにかける

理解度チェック

Q.

微粉炭ボイラーの基準空気比が高めなのはなぜ?

固体を粉にして燃やすため、完全燃焼させるのに余分の空気(過剰空気)が多く必要になるからです。

Q.

組合せをどう絞り込む?

まず燃料形式から空気比の大小の傾向を確かめ、合わないものを外し、残りを燃焼室熱負荷の範囲で確認します。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和2年度 公害防止管理者等国家試験 大気特論 問題・正解」(公式PDF