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二級ボイラー技士の過去問 令和4年10月公表 燃料及び燃焼に関する知識 問4

問題

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ボイラーにおける気体燃料の燃焼の特徴として、誤っているものは次のうちどれか。
   1 .
燃焼させるときに、蒸発などのプロセスが不要である。
   2 .
燃料の加熱又は霧化媒体の高圧空気が必要である。
   3 .
安定した燃焼が得られ、点火及び消火が容易で、かつ、自動化しやすい。
   4 .
空気との混合状態を比較的自由に設定でき、火炎の広がり、長さなどの調節が容易である。
   5 .
ガス火炎は、油火炎に比べて、接触伝熱面での伝熱量が多い。
( 二級ボイラー技士試験 令和4年10月公表 燃料及び燃焼に関する知識 問4 )
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この過去問の解説 (3件)

18

【同一テーマでの出題回数】なし(H27/4~R4/4公表分)

※「燃焼方式」や「気体燃料全般」についての出題は多数ありますが、「気体燃料の燃焼の特徴」というテーマでの出題は初めてです。

選択肢1. 燃焼させるときに、蒸発などのプロセスが不要である。

正しい文章です。

気体燃料は、液体燃料と異なり霧化する必要がありません。

選択肢2. 燃料の加熱又は霧化媒体の高圧空気が必要である。

誤った文章です。

気体燃料はもともとガス状になっており、液体燃料のように加熱や霧化媒体としての高圧空気を必要としません。

選択肢3. 安定した燃焼が得られ、点火及び消火が容易で、かつ、自動化しやすい。

正しい文章です。

ボイラーで使用する気体燃料にも天然ガスかや都市ガスなど種類がありますが、いずれも安定供給が可能で、点火や消火といった注意を要する操作も液体燃料や固体燃料に比べ簡単なため自動化に向いています。

選択肢4. 空気との混合状態を比較的自由に設定でき、火炎の広がり、長さなどの調節が容易である。

正しい文章です。

ボイラーに使用されている気体燃料を使用した燃焼方式には、「拡散燃焼」と「予混合燃焼」の2方式があります。いずれも使用段階でガス化された気体燃料は、空気との混合状態や燃焼状態などの調節が容易です。

選択肢5. ガス火炎は、油火炎に比べて、接触伝熱面での伝熱量が多い。

正しい文章です。

気体燃料による燃焼では、液体燃料の油火炎のような輝炎による熱放射は少ないものの、ガス火炎による不輝炎による接触伝熱面での熱放射が多くなります。

付箋メモを残すことが出来ます。
9

ボイラーのガス燃焼の方式は次の2つの方式があります。

(1) 拡散燃焼方式

ガスと空気を各々別の燃焼室に導入し、ガスと酸素を自然か乱流拡散で混合して燃焼させる方式です。空気の流速やガスの噴射角度などを、分割法によって火炎の拡がり・長さ・分布などの特区性を調整しやすく、ボイラー用バーナーの主流を占めています。

(2) 混合燃焼方式

ガスに空気を事前に混合させ、同一で燃焼室に噴出して燃焼させる方式です。一次空気量を理論量より多くして二次空気を必要としない完全予混合燃焼、一次空気量が理論より少ない部分予混合燃焼の2つの方式がありますが、フラッシュバックのおそれがあるため、小容量に使われます。

燃焼の方式はいろいろ有りますが、ガス燃焼の特徴は皆同じで、ガスを焚くという点で注意すべきことです。

選択肢1. 燃焼させるときに、蒸発などのプロセスが不要である。

正しいです。

液体燃料のように霧化や気化の必要なく着火できるため、蒸発のプロセスは不要です。

選択肢2. 燃料の加熱又は霧化媒体の高圧空気が必要である。

誤りです。

重油のように加熱して空気で微粒化した油滴を、蒸発させながら燃焼させるこことは、ガス燃料には不要です。「霧化媒体の高圧空気が必要である」は誤りで「不要である」が正しいフレーズです。

選択肢3. 安定した燃焼が得られ、点火及び消火が容易で、かつ、自動化しやすい。

正しいです。

ガス燃焼では、ガス燃料と空気を出力することで点火できますし、気体燃料を停止させることで消化できるため、ガス燃焼は、操作が容易で自動化しやすい燃焼です。

選択肢4. 空気との混合状態を比較的自由に設定でき、火炎の広がり、長さなどの調節が容易である。

正しいです。

液体燃料のように霧化することがないため、バーナーで燃料と空気の混合が自由にできるため、返んの長さや広がりがかなり自由にできます。

選択肢5. ガス火炎は、油火炎に比べて、接触伝熱面での伝熱量が多い。

正しいです。

重油燃焼は火炎からの熱を伝熱面に伝える放射伝熱に対して、ガスの場合は、高温燃焼ガスの対流で伝熱面に熱を伝える対流伝熱のため、伝熱量が多くなります。

まとめ

今年度の燃焼の問題では、重油燃焼の特徴、石炭の特徴、ガス燃焼の特徴と、ボイラー燃焼の代表である、3種類の燃料による燃焼の問題が出題されています。今後も、同じような傾向の問題が予想されます。基本をしっかり押さえることで、燃焼の問題は得点しやすくなるでしょう。

2

気体燃料に関する問題です。

選択肢1. 燃焼させるときに、蒸発などのプロセスが不要である。

正しいです。

気体燃料はそのままの状態で空気との混合が容易にとれる為、プロセスは必要ありません。

選択肢2. 燃料の加熱又は霧化媒体の高圧空気が必要である。

誤りです。

気体燃料は過熱、霧化の必要はない為、高圧空気も必要ありません。

選択肢3. 安定した燃焼が得られ、点火及び消火が容易で、かつ、自動化しやすい。

正しいです。

気体燃料は空気との混合が容易で、点火や消火などの調整も容易な為、自動化することも可能です。

選択肢4. 空気との混合状態を比較的自由に設定でき、火炎の広がり、長さなどの調節が容易である。

正しいです。

記述の通り、空気との混合状態を比較的自由に操作可能で、火炎の広がり、長さなどの調節も容易です。

選択肢5. ガス火炎は、油火炎に比べて、接触伝熱面での伝熱量が多い。

正しいです。

記述の通り、ガス火炎は油火炎に比べて、接触伝熱面での伝熱量が多くなります。

まとめ

気体燃料の特性を把握することで、他の燃料との違いも頭に入れておきましょう。

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