二級ボイラー技士 過去問
令和6年10月公表
問21 (燃料及び燃焼に関する知識 問1)

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問題

二級ボイラー技士試験 令和6年10月公表 問21(燃料及び燃焼に関する知識 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

燃料の分析及び性質について、適切でないものは次のうちどれか。
  • 組成を示す場合、通常、液体燃料及び固体燃料には成分分析が用いられる。
  • 燃料を空気中で加熱し、他から点火しないで自然に燃え始める最低の温度を、着火温度という。
  • 発熱量とは、燃料を完全燃焼させたときに発生する熱量である。
  • 液体燃料及び固体燃料の発熱量の単位は、通常、MJ/kgで表す。
  • 高発熱量と低発熱量の差は、燃料に含まれる水素及び水分の割合によって決まる。

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この過去問の解説 (2件)

01

燃料の分析及び性質についての問題です。

 

燃料に関しての化学的な知識を問われています。

選択肢1. 組成を示す場合、通常、液体燃料及び固体燃料には成分分析が用いられる。

誤った記述です。

 

正しくは,通常、液体燃料及び固体燃料には元素分析が用いられています。

 

<元素分析:液体燃料,固体燃料>

 炭素・水素・窒素・硫黄・酸素などの組成比を求める手法です。

 

<成分分析:気体燃料>

 メタン,ブタン,プロパン等がどのくらい含まれているかを求める手法です。

選択肢2. 燃料を空気中で加熱し、他から点火しないで自然に燃え始める最低の温度を、着火温度という。

正しい記述です。

 

着火温度とは,他から熱源を加えずに自然に燃え始める最低の温度の事です。

着火温度と類似の単語の「引火点」と混同しないように注意しましょう。

引火点とは,引火するのに必要な濃度の蒸気を発生する最低温度の事です。

選択肢3. 発熱量とは、燃料を完全燃焼させたときに発生する熱量である。

正しい記述です。

 

発熱量とは,燃料を完全燃焼させたときに発生する熱量のことです。

選択肢4. 液体燃料及び固体燃料の発熱量の単位は、通常、MJ/kgで表す。

正しい記述です。

 

発熱量の単位は、通常、MJ/kgまたはMJ/klで表示されます。

選択肢5. 高発熱量と低発熱量の差は、燃料に含まれる水素及び水分の割合によって決まる。

正しい記述です。

 

高発熱量とは,燃料内の水分(水素と酸素も含む)の蒸発潜熱も含めた熱量の事です。

燃焼において実際に消費される熱量は,この蒸発潜熱を引いた熱量が低発熱量(真発熱量)となります。

まとめ

元素分析と成分分析の違いを把握しておきましょう。

 

元素分析は個体燃料と液体燃料で使用され,燃料中の

C:炭素

H:水素

N:窒素

S:硫黄

O:酸素

が,どのくらい含まれているのかを求めています。

 

成分分析は気体燃料で使用され,燃料中の燃焼する気体の組成割合(メタン,ブタン,プロパン)を求める手法です。

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02

燃料の分析には、燃料中の主な元素(C, H, O, S など)を調べる元素分析があり、燃料の種類(固体・液体・気体)によって主に用いられる手法が異なります。特に気体燃料ではガスの主成分比(CH₄、H₂、CO など)を示す成分分析が一般的です。

選択肢1. 組成を示す場合、通常、液体燃料及び固体燃料には成分分析が用いられる。

液体燃料や固体燃料には、一般に元素分析(C, H, N, S などの含有量)が行われ、燃焼特性の把握に用いられます。

「成分分析」という用語は、気体燃料(CH₄, CO, H₂, など)の各成分を分析する際に用いるのが一般的です。

 

よって、液体・固体燃料には「成分分析」が用いられるという記述は不適切です。

選択肢2. 燃料を空気中で加熱し、他から点火しないで自然に燃え始める最低の温度を、着火温度という。

外部の火炎を近づけなくても、自己発熱によって燃焼が始まる温度を着火温度と呼びます。

正しい記述です。

選択肢3. 発熱量とは、燃料を完全燃焼させたときに発生する熱量である。

燃料中の可燃成分が酸素と反応して完全燃焼した際に放出されるエネルギー量を発熱量と呼びます。

正しい記述です。

選択肢4. 液体燃料及び固体燃料の発熱量の単位は、通常、MJ/kgで表す。

液体や固体など、質量で扱う燃料の発熱量は一般的にMJ/kgkcal/kgで表されます。一方、気体燃料は体積基準(MJ/m³など)で表すのが一般的です。

正しい記述です。

選択肢5. 高発熱量と低発熱量の差は、燃料に含まれる水素及び水分の割合によって決まる。

高発熱量は水蒸気の潜熱も含むのに対し、低発熱量はそれを含みません。燃料中の水素(H₂O生成量)と水分が多いほど、その差(潜熱分)は大きくなります。

正しい記述です。

まとめ

適切でないものは「組成を示す場合、通常、液体燃料及び固体燃料には成分分析が用いられる」です。

 

実際には、液体・固体燃料には元素分析が主に行われ、成分分析(各ガス成分の分析)は気体燃料に対して用いられる手法です。その他の選択肢は燃料の基本特性に関する正しい記述です。

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