【二級ボイラー技士】令和8年4月公表問題の解説｜燃料及び燃焼（問21〜30）

発熱量とは？

燃料を完全に燃やしたときに出る熱の量。

💡 なぜ？　同じ量の燃料でどれだけ蒸気をつくれるかを比べるための、基本の数字だからです。

A　⭕ 正しい記述

総発熱量と真発熱量の差は、燃料に含まれる水素及び水分の割合によって決まる。

B　⭕ 正しい記述

液体燃料の発熱量の単位は、通常、MJ/kgで表す。

C　❌ 誤りの記述

低発熱量は、高発熱量から燃料に含まれる水の顕熱を差し引いたものである。

D　❌ 誤りの記述

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、引火点という。

💡 覚え方

引火点＝火を近づけてつく温度、着火温度＝火がなくても自然につく温度。発熱量は「高（総）は全部、低（真）は潜熱を引いた分」と対にして覚えましょう。

スラッジとは？

重油の中にできる沈殿物のこと。水分と一緒に、貯蔵タンクの底にたまりやすいものです。

💡 なぜ？　スラッジは弁やバーナの先を詰まらせたり、すり減らしたりするので、できるだけ出したくないものだからです。

A　❌ 誤りの記述

硫黄分は、JISによる重油分類の主要な要素であり、3種(C重油)1号で質量パーセントで5%以下とされている。

B　⭕ 正しい記述

水分が多く含まれると、貯蔵中にスラッジを形成する。

C　⭕ 正しい記述

残留炭素分が多いほど、ばいじん量は増加する。

D　❌ 誤りの記述

灰分は、ボイラーの伝熱を良好にする。

💡 覚え方

重油の成分は、どれも「多いと困るもの」です。水分→スラッジ、残留炭素分→ばいじん、硫黄分→低温腐食、灰分→伝熱のじゃま。「良好にする」のように役に立つ向きで書かれた記述は、まず疑いましょう。

理論空気量と実際空気量とは？

理論空気量は、燃料を燃やすのに理論上ちょうど必要な空気の量。実際空気量は、実際に送り込んだ空気の量です。

💡 なぜ？　理論空気量ぴったりでは、燃料と空気が完全には混ざりきらず、燃え残りが出ます。そこで実際には少し多めの空気を送るのです。

（1）　⭕ 正しい記述

燃焼には、燃料、空気(酸素)及び温度の三つの要素が必要である。

（2）　⭕ 正しい記述

着火性が良く、燃焼速度が速い燃料は、狭い燃焼室でも完全燃焼させることができる。

（3）　❌ 誤りの記述

実際空気量は、一般の燃焼では、理論空気量より少ない。

（4）　⭕ 正しい記述

燃焼ガスの成分割合は、燃料の成分、空気比及び燃焼の方法で変わる。

（5）　⭕ 正しい記述

燃焼ガスの成分には、燃料に含まれる水素や水分などによるH₂Oがある。

実際空気量と理論空気量の関係（例）

理論空気量が10m³の燃料に、実際は12m³の空気を送った

空気比＝実際空気量÷理論空気量＝12÷10＝1.2

→ 実際空気量のほうが多いので、空気比は1より大きい数になる

💡 覚え方

実際の空気は、理論より少し多め。ぴったりでは混ざりきらず燃え残るからです。空気比＝実際÷理論で、一般に1より少し大きいと押さえましょう。

低温腐食とは？

燃料の硫黄からできた硫酸が、温度の低い伝熱面で結露して金属を腐らせること。エコノマイザ（排ガスの熱で給水を温める装置）など、排ガスの温度が下がる場所で起きやすい腐食です。

低温腐食が起きるまで

①燃料の硫黄が燃えて二酸化硫黄（SO₂）になる

②その一部が、さらに酸素と結びついて三酸化硫黄（SO₃）になる

③三酸化硫黄が、燃焼ガス中の水蒸気と結びついて硫酸になる

④伝熱面の温度が露点（結露し始める温度）より低いと、硫酸が結露して腐食する

（1）　⭕ 低温腐食を抑える方法である

燃焼室及び煙道への空気漏入を防止し、煙道ガスの温度の低下を防ぐ。

（2）　⭕ 低温腐食を抑える方法である

燃焼ガス中の酸素濃度を下げ、二酸化硫黄から三酸化硫黄への転換を抑制し、燃焼ガスの露点を下げる。

（3）　❌ 低温腐食を抑える方法ではない

給水温度を下げ、エコノマイザの伝熱面の温度を低く保つ。

（4）　⭕ 低温腐食を抑える方法である

硫黄分の少ない重油を選択する。

（5）　⭕ 低温腐食を抑える方法である

重油に添加剤を加え、燃焼ガスの露点を下げる。

💡 覚え方

低温腐食は「冷えた窓ガラスの結露」と同じ考え方です。防ぐ方法は、面を温めるか、結露しにくくする（露点を下げる・硫黄を減らす）かの2方向。「冷やす」向きの記述は誤りです。

（1）　❌ 誤りの記述

貯蔵タンクには、一般的に自動油面調節装置を取り付ける。

（2）　⭕ 正しい記述

貯蔵タンクの油取出し管は、タンクの底部から20～30cm上方に取り付ける。

（3）　⭕ 正しい記述

貯蔵タンクの油送入管は、油タンクの上部に取り付ける。

（4）　⭕ 正しい記述

燃料油タンクは、用途により貯蔵タンクとサービスタンクに分類される。

（5）　⭕ 正しい記述

サービスタンクの貯油量は、最大燃焼量の2時間分程度が一般的である。

🤔 油は、どんな順番で流れていくのですか。

一般的には、貯蔵タンク→サービスタンク→バーナの順です。大きな貯蔵タンクから、バーナの近くの小さなサービスタンクへ油を移して使います。

💡 覚え方

貯蔵タンク＝大きくためる（1週間〜1か月分）、サービスタンク＝使う分だけ（2時間分程度）。自動油面調節装置はサービスタンクに付くと覚えましょう。同じ入れ替えは、令和6年10月公表でも出ています。

微粒化（霧化）とは？

液体の燃料をごく細かい粒（霧）にすること。

💡 なぜ？　油は表面からしか燃えないので、細かい粒にして空気に触れる面積を増やすほど、すばやく燃え切るからです。

ターンダウン比とは？

1本のバーナで、最大の燃焼量と最小の燃焼量の比。燃焼量を調節できる範囲の広さを表します。

（1）　⭕ 正しい記述

ガンタイプバーナは、ファンと圧力噴霧式バーナを組合せたもので、小容量ボイラーに多く用いられている。

（2）　❌ 誤りの記述

圧力噴霧式バーナは、霧化媒体を混合し、ノズルから噴霧して油を微粒化する。

（3）　⭕ 正しい記述

回転式バーナは、回転軸に取り付けられたカップの内面で油膜を形成し、遠心力により油を微粒化する。

（4）　⭕ 正しい記述

圧力蒸気噴霧式バーナは、比較的高圧の蒸気を霧化媒体として油を微粒化するもので、ターンダウン比が広い。

（5）　⭕ 正しい記述

戻り油式圧力噴霧バーナは、単純な圧力噴霧式バーナに比べ、ターンダウン比が広い。

💡 覚え方

名前が、霧にする力を表していると考えましょう。圧力噴霧は油の圧力、蒸気噴霧は蒸気の勢い、回転式は遠心力です。「霧化媒体」という言葉は、名前に蒸気・空気が付くバーナだけに結びつきます。

放射伝熱と接触伝熱とは？

放射伝熱は、炎が出す光や熱線で熱が伝わること。接触伝熱は、熱いガスが伝熱面に触れて熱が伝わることです。

（1）　⭕ 正しい記述

温暖化ガス削減、公害防止上などに有利である。

（2）　⭕ 正しい記述

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。

（3）　❌ 誤りの記述

油火炎に比べると、ガス火炎は火炉での放射伝熱量は増えるが、接触伝熱面での伝熱量は減る。

（4）　⭕ 正しい記述

安定した燃焼が得られ、点火及び消火が容易である。

（5）　⭕ 正しい記述

燃料の加熱及び霧化媒体の高圧空気又は蒸気が不要である。

💡 覚え方

ガスの炎は青く透き通って、光が弱いと思い浮かべてください。光が弱いので放射伝熱は減り、そのぶん接触伝熱面での伝熱が増えるのです。この入れ替えは、令和6年10月公表でも出ています。

燃焼室熱負荷とは？

単位時間あたりに、燃焼室（燃料を燃やす部屋）の単位容積（1m³）あたりで発生する熱量。単位はkW/m³です。

💡 なぜ？　同じ熱をより小さな燃焼室で出せれば、ボイラーを小さくつくれるからです。燃焼室を設計するときの目安になります。

空欄A　＝　単位容積

空欄B　＝　発生熱量

空欄C　＝　炉筒煙管ボイラー

💡 覚え方

燃焼室熱負荷は「単位容積あたりの発生熱量」。単位のkW/m³を見れば、容積あたりだと思い出せます。数字は400から始まれば炉筒煙管、200から始まれば水管と対にしましょう。

熱損失とは？

燃料の熱のうち、蒸気にならずに逃げてしまう熱のこと。

（1）　❌ 最も大きい熱損失ではない

燃えがら中の未燃分による損失

（2）　❌ 最も大きい熱損失ではない

不完全燃焼ガスによる損失

（3）　❌ 最も大きい熱損失ではない

各部からのドレンによる損失

（4）　⭕ 最も大きい熱損失

排ガス熱による損失

（5）　❌ 最も大きい熱損失ではない

ボイラー周壁からの放散熱による損失

🤔 空気をたくさん送れば、熱損失は減りますか。

いいえ、逆に増えます。空気が多すぎると、余った空気が温められて煙突から出ていくからです。排ガス熱による損失が大きくなるので、空気の量は適正に保つ必要があります。

💡 覚え方

いちばん大きい熱損失＝煙突から出ていく排ガスの熱。エコノマイザ（排ガスの熱で給水を温める装置）は、このいちばん大きな損失を取り戻すための装置だと結びつけましょう。

通風とは？

炉や煙道（燃焼ガスの通り道）を通って起きる、空気と燃焼ガスの流れのこと。その流れを起こす圧力の差を通風力といいます。

💡 なぜ？　通風がうまくいかないと、燃焼に必要な空気が足りなくなるか、燃焼ガスが炉にこもってしまうからです。

A　❌ 誤りの記述

誘引通風は、平衡通風と押込通風を併用した構造で、炉内圧は大気圧よりわずかに低く調整する。

B　⭕ 正しい記述

煙突によって生じる自然通風力は、外気の密度と煙突内のガスの密度との差に、煙突の高さを乗じることにより求められる。

C　⭕ 正しい記述

押込通風は、一般に、常温の空気を取り扱い、所要動力が小さいので、油だきボイラーなどに広く用いられている。

D　⭕ 正しい記述

平衡通風は、燃焼調節が容易で、通風抵抗の大きなボイラーでも強い通風力が得られる。

💡 覚え方

押込＝押して入れる、誘引＝引っぱって出す、平衡＝その両方。「併用」という言葉が出てきたら、平衡通風の説明だと判断しましょう。自然通風力は「密度の差×煙突の高さ」です。