【二級ボイラー技士】令和6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。同じ量の燃料で、どれだけ蒸気をつくれるかを比べる基本の数字です。

💡 なぜ？　燃料が燃えると水蒸気ができます。この水蒸気が水に戻るときに出す熱（潜熱）まで数えるかどうかで、2通りに分かれるのです。

（1）　❌ 誤りの記述

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、気体燃料には元素分析が用いられる。

（2）　⭕ 正しい記述

液体燃料に小火炎を近づけたとき、瞬間的に光を放って燃え始める最低の温度を、引火点という。

（3）　⭕ 正しい記述

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。

（4）　⭕ 正しい記述

高発熱量は、水蒸気の潜熱を含んだ発熱量で、総発熱量ともいう。

（5）　⭕ 正しい記述

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。

💡 覚え方

ガスは「メタン何％」と成分で、液体や固体は「炭素何％」と元素で表します。「気体＝成分分析」を1つ押さえれば、残りの液体・固体は元素分析だと判断できるでしょう。

密度と粘度とは？

密度は、同じ体積あたりの重さのこと。粘度は、液体の粘り気の強さのことです。

（1）　⭕ 正しい記述

重油の密度は、温度が上昇すると減少する。

（2）　⭕ 正しい記述

引火点の低い重油は、一般に粘度も低く密度も小さい。

（3）　⭕ 正しい記述

重油の比熱は、温度及び密度によって変わる。

（4）　⭕ 正しい記述

重油の実際の引火点は、一般に100℃前後である。

（5）　❌ 誤りの記述

密度の大きい重油は、密度の小さい重油より単位質量当たりの発熱量が大きい。

🤔 なぜ軽い重油のほうが、1kgあたりの発熱量が大きいのですか。

軽い油ほど、成分の中の水素の割合が多い傾向があるからです。水素は、同じ重さあたりで出す熱がとても大きい成分です。そのため、水素の多いA重油のほうが発熱量は大きくなります。

💡 覚え方

軽い（密度が小さい）重油ほど、1kgあたりの発熱量は大きい。過去には「C重油はA重油より発熱量が大きい」という形でも、誤りとして出題されました。

クリンカとは？

燃料の灰が溶けて固まったもののこと。

（1）　⭕ 正しい記述

メタンなどの炭化水素が主成分である。

（2）　❌ 誤りの記述

発生する熱量が同じ場合、CO₂の発生割合は石炭の1/3以下で、温室効果ガスの削減に有効である。

（3）　⭕ 正しい記述

燃料中の硫黄分や灰分が少なく、伝熱面や火炉壁を汚染することがほとんどない。

（4）　⭕ 正しい記述

一般にクリンカの発生がほとんどない。

（5）　⭕ 正しい記述

漏えいすると、可燃性混合気を作りやすく、爆発の危険性がある。

💡 覚え方

気体燃料はきれいに燃えるが、漏れると危ない燃料です。CO₂の数字は「石炭の約60％」。半分より少し多い、と押さえれば「1/3以下」は少なすぎると気づけます。

粘度とは？

液体の粘り気の強さのこと。重油の粘度は、温度が上がると低くなります（さらさらになる）。

💡 なぜ？　粘り気の強い重油は、そのままでは細かい霧にできません。そこで加熱して、噴霧に適した粘度にするのです。

（1）　❌ 誤りの記述

粘度の低い重油は、噴霧に適した粘度にするために加熱する。

（2）　⭕ 正しい記述

C重油の加熱温度は、一般に80～105℃である。

（3）　⭕ 正しい記述

加熱温度が高すぎると、いきづき燃焼となる。

（4）　⭕ 正しい記述

加熱温度が高すぎると、バーナ管内で油が気化し、ベーパロックを起こす。

（5）　⭕ 正しい記述

加熱温度が低すぎると、霧化不良となり、燃焼が不安定となる。

💡 覚え方

加熱は「どろっとした油を、さらさらにする」ため。だから温める相手は粘度の高い重油です。熱しすぎ＝いきづき・ベーパロック、温め不足＝霧化不良と、両側をセットで覚えましょう。

油ストレーナとは？

燃料油の中のごみを取り除く装置。オートクリーナは、その一種です。

（1）　⭕ 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。

（2）　⭕ 正しい記述

貯蔵タンクの貯油量は、1週間から1か月間の使用量が一般的である。

（3）　⭕ 正しい記述

サービスタンクには、油面計、温度計、自動油面調節装置などを取り付ける。

（4）　⭕ 正しい記述

油加熱器は、燃料油を加熱し、燃料油を噴霧に適した粘度とする装置である。

（5）　❌ 誤りの記述

油ストレーナには、オートクリーナがあり、油中の水分を除去することができる。

⚠ 注意

「油ストレーナで水分を除去できる」という誤りは、令和5年10月・令和7年10月公表でも出ました。同じ文でくり返し出題されているので、見たらすぐ気づけるようにしておきましょう。

💡 覚え方

ストレーナが取るのは「ごみ」、水分は取れない。タンクは「貯蔵＝1週間〜1か月分」「サービス＝自動油面調節装置」と、言葉をセットで覚えましょう。

霧化媒体とは？

油を細かい霧にするために使う蒸気や空気のこと。

💡 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。

（1）　⭕ 霧化媒体が必要

空気噴霧式バーナ

（2）　❌ 霧化媒体は不要

プランジャ式圧力噴霧バーナ

（3）　❌ 霧化媒体は不要

戻り油式圧力噴霧バーナ

（4）　❌ 霧化媒体は不要

回転式バーナ

（5）　❌ 霧化媒体は不要

ガンタイプバーナ

💡 覚え方

名前が、霧にする力を表しています。圧力噴霧＝油の圧力、回転式＝遠心力です。霧化媒体がいるのは、名前に「蒸気噴霧」「空気噴霧」がつくバーナだけと覚えましょう。

逆火とは？

炎がバーナの中へ戻ってしまうこと。

（1）　❌ 誤りの記述

拡散燃焼方式は、安定した火炎を作りやすいが、逆火の危険性が高い。

（2）　⭕ 正しい記述

拡散燃焼方式は、火炎の広がり、長さなどの調節が容易である。

（3）　⭕ 正しい記述

拡散燃焼方式は、ガスと空気を別々にバーナに供給し、燃焼させる方法である。

（4）　⭕ 正しい記述

予混合燃焼方式は、ボイラー用パイロットバーナに採用されることがある。

（5）　⭕ 正しい記述

予混合燃焼方式は、気体燃料に特有な燃焼方式である。

💡 覚え方

「先に混ぜると逆火が心配、別々なら逆火の心配なし」。予混合は、バーナの中にもう燃える混合気があるので、炎が戻る逆火が起こりえます。逆火の話が出たら、予混合のほうだと判断しましょう。

NOx（ノックス）とSOx（ソックス）とは？

NOx＝窒素酸化物（窒素と酸素の化合物）、SOx＝硫黄酸化物（硫黄と酸素の化合物）。どちらも燃焼で生まれる大気汚染物質です。

（1）　⭕ 正しい記述

排ガス中のSOxは、大部分がSO₂である。

（2）　❌ 誤りの記述

排ガス中のNOxは、大部分がNO₂である。

（3）　⭕ 正しい記述

燃焼により発生するNOxには、サーマルNOxとフューエルNOxがある。

（4）　⭕ 正しい記述

燃料を燃焼させた際に発生する固体微粒子には、すすやダストがある。

（5）　⭕ 正しい記述

SOxは、NOxとともに酸性雨の原因となる。

💡 覚え方

「NOxはNO、SOxはSO₂」。SOxにつられて、NOxまで「2」を付けないように注意しましょう。サーマル＝熱、フューエル＝燃料と、名前の意味もあわせて押さえておくと安心です。

燃焼完結時間と炉内滞留時間とは？

燃焼完結時間は、燃料が燃え終わるまでの時間。炉内滞留時間は、燃焼ガスが燃焼室の中にとどまる時間です。

A　⭕ 正しい記述

燃焼室の耐火材は、長期間使用しても焼損、スラグの溶着などの障害を起こしにくいこと。

B　⭕ 正しい記述

炉壁は、空気や燃焼ガスの漏入又は漏出がなく、放射熱損失が少ない構造であること。

C　❌ 誤りの記述

バーナの火炎が伝熱面や炉壁を直射し、伝熱効果を高める構造であること。

D　❌ 誤りの記述

燃焼室は、燃焼ガスの炉内滞留時間が燃焼完結時間より短くなる大きさであること。

💡 覚え方

燃焼室の条件は、「炎を壁に当てない」「燃え切るまで中にとどめる」の2つで考えましょう。CとDは、どちらもこの逆を書いた記述です。

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。

（1）　⭕ 正しい記述

炉及び煙道を通して起こる空気及び燃焼ガスの流れを、通風という。

（2）　⭕ 正しい記述

煙突によって生じる自然通風力は、煙突内ガスの密度と外気の密度との差に煙突の高さを乗じたものである。

（3）　⭕ 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広く用いられている。

（4）　❌ 誤りの記述

誘引通風は、比較的高温で体積の大きな燃焼ガスを取り扱うので、炉内の気密が不十分であると燃焼ガスが外部へ漏れる。

（5）　⭕ 正しい記述

平衡通風は、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（炉内は高圧→漏れやすい）、誘引＝引っぱって出す（炉内は低圧→漏れにくい）。「ガスが外へ漏れる」という記述を見たら、炉内の圧力が大気より高いか低いかで判断しましょう。