二級ボイラー技士 過去問
令和6年4月公表
問8 (ボイラーの構造に関する知識 問8)

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問題

二級ボイラー技士試験 令和6年4月公表 問8(ボイラーの構造に関する知識 問8) (訂正依頼・報告はこちら)

ボイラーに空気予熱器を設置した場合の利点として、最も適切なものは次の うちどれか。
  • ボイラーへの給水温度が上昇する。
  • 乾き度の高い飽和蒸気を得ることができる。
  • プライミングを防止することができる。
  • 燃焼用空気の温度が上昇し、水分の多い低品位燃料の燃焼に有効である。
  • サーマルNOXの発生を抑えられる。

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この過去問の解説 (3件)

01

空気予熱器を設置すると、どのようなメリットがあるか、押さえておく必要があります。

逆に言えば、空気予熱器とは関係ないものが誤りとなるので、消去法でも求める事ができます。

選択肢1. ボイラーへの給水温度が上昇する。

空気予熱器を設置してもボイラーへの給水温度は上昇しません。

ボイラーの給水温度上昇はエコノマイザを設置した時になります。

選択肢2. 乾き度の高い飽和蒸気を得ることができる。

空気予熱器を設置しても乾き度の高い飽和蒸気を得ることはできません。

乾き度の高い飽和蒸気を得ることができるのは気水分離器を設置した時です。

選択肢3. プライミングを防止することができる。

空気予熱器を設置してもプライミングを防止することはできません。

プライミングを防止するためには気水分離器を設置する必要があります。

選択肢4. 燃焼用空気の温度が上昇し、水分の多い低品位燃料の燃焼に有効である。

正しい記述です。

選択肢5. サーマルNOXの発生を抑えられる。

空気予熱器を設置した場合、サーマルNOxの発生が増加します。

それは燃焼温度が上昇するためです。

まとめ

空気予熱器を設置するとどのような利点があるか押さえると同時に、他の選択肢にある「エコノマイザ」や「気水分離器」の利点なども確認しておきましょう。

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02

ボイラーに空気予熱器を設置すると、燃焼用空気をあらかじめ温めることで燃焼効率を高め、熱エネルギーの有効活用を図ることができます。

 

問題文では、空気予熱器を設置した場合の主な利点や、逆に関係しない事項が提示されています。空気予熱器の役割や作用範囲を確認しながら、どの記述が適切かを見極めましょう。

選択肢1. ボイラーへの給水温度が上昇する。

給水温度の上昇はエコノマイザを設置した場合の効果です。空気予熱器は排ガスを利用して燃焼用空気を加熱する装置であり、給水温度の直接的な上昇には関わりません。

選択肢2. 乾き度の高い飽和蒸気を得ることができる。

熱器やドラム上部の気水分離装置によって飽和蒸気の水分を分離し、高い乾き度を得る方法が該当します。空気予熱器を設置しても、蒸気の乾き度を上げることには直接つながりません。

選択肢3. プライミングを防止することができる。

プライミング(ボイラー内の水が蒸気とともに持ち上がる現象)の防止策としては、気水分離器の設置や適切なボイラー水位管理が重要です。空気予熱器の設置が直接プライミング防止に貢献するわけではありません。

選択肢4. 燃焼用空気の温度が上昇し、水分の多い低品位燃料の燃焼に有効である。

正しい内容です。空気予熱器で燃焼空気を温めると、燃料中に水分が多い場合でも蒸発に必要な熱量を補いやすく、燃焼促進に寄与します。また、燃焼効率が向上し、ボイラーの熱効率全体を高める効果があります。

選択肢5. サーマルNOXの発生を抑えられる。

空気予熱器で空気温度が上昇すると、燃焼温度が高くなりやすい傾向があり、むしろサーマルNOx(燃焼温度が高いほど生成しやすい窒素酸化物)の発生が増加する可能性があります。

まとめ

空気予熱器の設置は、燃焼用空気を加熱することによるボイラー効率の改善が主な狙いです。給水温度の上昇や蒸気の乾き度向上は、それぞれエコノマイザ過熱器・気水分離器に関連します。

 

こうした装置ごとの役割を正確に押さえておくと、本問のように類似の効果を整理して比較する問題を解きやすくなります。また、空気予熱器を設けると燃焼温度が上昇するため、サーマルNOxが増加するというデメリットも覚えておくと、関連分野の問題でも応用できます。

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03

空気予熱器(Gas・Air・Heater)に関する問題です。

 

空気予熱器とは,排ガスの熱を利用して,炉に送り込む空気を予熱する装置です。

利点と欠点は,以下のとおりです。

 

《利点》

・空気に昇温に必要な燃料を節約でき効率が上がる。

・燃焼しにくい高水分燃料でも効率よく燃焼でき,過剰空気が少なくなる。

 

《欠点》

・煙道に設置するため,通風抵抗が増加する。

・硫黄分を多く含む燃料を使用する場合,空気に触れる面で低温腐食が発生する恐れがある。

・燃焼温度が上昇し,窒素酸化物(NOx)が発生し易くなる。

選択肢1. ボイラーへの給水温度が上昇する。

誤った記述です。

 

給水温度を上げるために設置されるのは,エコノマイザです。

選択肢2. 乾き度の高い飽和蒸気を得ることができる。

誤った記述です。

 

乾き度の高い飽和蒸気を得るには過熱器が必要です。

選択肢3. プライミングを防止することができる。

誤った記述です。

 

プライミンング防止はドラムレベルや薬注の管理が必要です。

選択肢4. 燃焼用空気の温度が上昇し、水分の多い低品位燃料の燃焼に有効である。

正しい記述です。

 

空気予熱器によって得られる利点として正しい記述です。

選択肢5. サーマルNOXの発生を抑えられる。

誤った記述です。

 

燃焼空気温度の上昇に伴い,サーマルNOxの発生量は増加傾向となります。

火炎の調整によりサーマルNOxの抑制を行う場合が多いです。

まとめ

空気予熱器による利点・欠点を理解しておきましょう。

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