二級ボイラー技士の公表試験問題を、ボイラーを見たことがない人でも読み進められるように1問ずつ解説します。このページは令和6年4月公表分の「燃料及び燃焼」(問21〜問30)です。

専門用語はその場で説明します。各問題の下の「答え・解説を見る」を開くと、正解と、選択肢1つずつの正誤と理由が出ます。まず自分で考えてから開くと、力がつきやすくなります。

この記事の問題はどこから?

問題文・選択肢・正答は、試験を実施している公益財団法人 安全衛生技術試験協会が公表しているものです。
出典:安全衛生技術試験協会 二級ボイラー技士 公表試験問題(令和6年4月公表)

問21 燃料の分析と性質(元素分析・成分分析・発熱量)

令和6年4月公表分野:燃料の分析と性質(元素分析・成分分析・発熱量)重要度 ★★★
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。
(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、気体燃料には元素分析が用いられる。
(2)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)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)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)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。
答え・解説を見る
正解

(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、気体燃料には元素分析が用いられる。

この問題は何を聞いている?

燃料の調べ方(分析)と、引火点・発熱量という言葉の意味を問う問題です。適切でないものを1つ選びます。

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。

分析 どの燃料に使うか 何の割合で表すか
元素分析 液体燃料・固体燃料 炭素・水素などの元素の割合
成分分析 気体燃料 メタンなどの成分の割合

(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。

組成(何がどれだけふくまれるか)を示すとき、液体燃料・固体燃料には元素分析を使います。気体燃料に使うのが成分分析です。元素分析と成分分析が入れ替えられている点が誤りです。

(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。

液体燃料を温めると、燃えやすい蒸気が出てきます。そこへ小さな炎を近づけたとき、瞬間的に光を放って燃え始める最低の温度が引火点です。

(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。

発熱量は、燃料を完全燃焼させたときに発生する熱量のことです。燃え残りのない状態で出る熱の量を表しています。

(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。

高発熱量は、水蒸気の潜熱をふくめた発熱量です。別名を総発熱量といいます。潜熱を差し引いたものは、低発熱量(真発熱量)です。

(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。

2つの発熱量の差は、燃えてできる水蒸気の量で決まります。水蒸気のもとは、燃料にふくまれる水素(燃えて水になる)と水分です。だから差は、水素と水分の割合で決まるのです。

💡 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。

以上から、正解は(1)です。

▶ 基礎から学び直すなら講座の 第14回 燃料の性質

問22 重油の性質(密度・引火点・発熱量)

令和6年4月公表分野:重油の性質(密度・引火点・発熱量)重要度 ★★★
重油の性質について、適切でないものは次のうちどれか。
(1)重油の密度は、温度が上昇すると減少する。
(2)引火点の低い重油は、一般に粘度も低く密度も小さい。
(3)重油の比熱は、温度及び密度によって変わる。
(4)重油の実際の引火点は、一般に100℃前後である。
(5)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。
答え・解説を見る
正解

(5)
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。

この問題は何を聞いている?

重油の性質について、密度・粘度・引火点・発熱量の関係を問う問題です。適切でないものを1つ選びます。

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。

重油には、粘り気の少ないA重油から、粘り気の強いC重油までの種類があります。

(1) ⭕ 正しい記述

重油の密度は、温度が上昇すると減少する。

重油の密度は、温度が上がると減ります。温めるほど、同じ体積あたりの重さが小さくなるということです。

(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。

引火点は、小さな炎を近づけたときに燃え始める最低の温度です。引火点の低い重油は、一般に粘度も低く、密度も小さいという関係があります。

(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。

比熱は、1kgの物の温度を1℃上げるのに必要な熱の量のことです。重油の比熱は、温度と密度によって変わります。

(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。

重油の実際の引火点は、一般に100℃前後です。

(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。

単位質量(1kg)あたりの発熱量が大きいのは、密度の小さい重油のほうです。密度の小さい(軽い)A重油は、C重油より1kgあたりの発熱量が大きくなります。「大きい」と「小さい」の向きが入れ替えられている点が誤りです。

🤔 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。

以上から、正解は(5)です。

▶ 基礎から学び直すなら講座の 第14回 燃料の性質

問23 気体燃料の特徴(固体燃料との比較)

令和6年4月公表分野:気体燃料の特徴(固体燃料との比較)重要度 ★★★
ボイラー用固体燃料と比べた場合のボイラー用気体燃料の特徴として、適切でないものは次のうちどれか。
(1)メタンなどの炭化水素が主成分である。
(2)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)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)一般にクリンカの発生がほとんどない。
(5)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。
答え・解説を見る
正解

(2)
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。

この問題は何を聞いている?

都市ガスなどの気体燃料を、石炭などの固体燃料と比べたときの特徴を問う問題です。適切でないものを1つ選びます。

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。

気体燃料は、メタンなどの炭化水素が主な成分です。炭化水素とは、炭素と水素の化合物のことです。

(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。

同じ熱量を出すとき、気体燃料のCO₂の発生は石炭の約60%です。温室効果ガスの削減に有効な点は正しいのですが、「1/3以下」という数字が誤りです。1/3は約33%なので、実際より少なく書かれていることになります。

(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。

気体燃料は、硫黄分や灰分が少ない燃料です。そのため、伝熱面(熱を受け取る面)や火炉の壁をほとんど汚しません。

(4) ⭕ 正しい記述

一般にクリンカの発生がほとんどない。

気体燃料は灰分が少ないので、クリンカもほとんど出ません。

(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。

気体燃料は、漏れると空気と混ざって燃えやすい混合気(可燃性混合気)をつくりやすい燃料です。そのため、爆発の危険があります。

気体燃料の特徴 内容
主な成分 メタンなどの炭化水素
硫黄分・灰分 少ない(伝熱面をほとんど汚さない。クリンカもほとんど出ない)
CO₂の発生 同じ熱量なら石炭の約60%
注意点 漏れると爆発の危険がある

💡 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。

以上から、正解は(2)です。

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問24 重油の加熱

令和6年4月公表分野:重油の加熱重要度 ★★★
油だきボイラーにおける重油の加熱について、適切でないものは次のうちどれか。
(1)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)C重油の加熱温度は、一般に80~105℃である。
(3)加熱温度が高すぎると、いきづき燃焼となる。
(4)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)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。
答え・解説を見る
正解

(1)
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。

この問題は何を聞いている?

重油を温めて使う理由と、温度が高すぎる・低すぎるときに起きることを問う問題です。適切でないものを1つ選びます。

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。

加熱するのは、粘度の高い(どろっとした)重油です。温めて粘度を下げ、噴霧に適した粘度にします。粘度の低いA重油などは、一般に加熱しなくても霧にできるのです。「高い」が「低い」に入れ替えられている点が誤りです。

(2) ⭕ 正しい記述

C重油の加熱温度は、一般に80~105℃である。

粘り気の強いC重油の加熱温度は、一般に80〜105℃です。

(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。

加熱温度が高すぎると、いきづき燃焼になります。いきづき燃焼とは、炎が息をするように不安定になる燃え方のことです。

(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。

加熱温度が高すぎると、バーナ管内で油が気化(気体に変化)します。その結果、油が流れなくなるベーパロックを起こすのです。

(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。

加熱温度が低すぎると、粘度が高いままなので油がうまく霧になりません(霧化不良)。そのため、燃焼が不安定になります。

加熱温度 起きること
高すぎる いきづき燃焼/バーナ管内で油が気化してベーパロック
低すぎる 霧化不良で燃焼が不安定になる/すすが出る

💡 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。

以上から、正解は(1)です。

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問25 燃料油の供給装置(タンク・油加熱器・油ストレーナ)

令和6年4月公表分野:燃料油の供給装置(タンク・油加熱器・油ストレーナ)重要度 ★★★
ボイラーの液体燃料の供給装置について、適切でないものは次のうちどれか。
(1)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)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)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)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)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。
答え・解説を見る
正解

(5)
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。

この問題は何を聞いている?

重油などの燃料油をバーナ(燃料を燃やす装置)まで送る装置についての問題です。適切でないものを1つ選びます。

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。

燃料油タンクは、使いみち(用途)によって2つに分けられます。貯蔵タンクとサービスタンクです。

(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。

貯蔵タンクは、燃料油を蓄えておくタンクです。貯油量は、1週間〜1か月分の使用量が一般的です。

(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。

サービスタンクは、バーナの近くで使う分をためておくタンクです。油面計・温度計・自動油面調節装置などを取り付けます。

(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。

油加熱器は、燃料油を加熱する装置です。粘り気の強い油は細かい霧にできないので、温めて噴霧に適した粘度にします。

(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。

オートクリーナが油ストレーナの一種である点は、そのとおりです。しかし油ストレーナが取り除くのは、油の中のごみです。水分は取り除けません。「油中の水分を除去することができる」の部分が誤りです。

装置 役目・決まり
貯蔵タンク 1週間〜1か月分を蓄える
サービスタンク バーナの近くで使う分をためる。油面計・温度計・自動油面調節装置を付ける
油加熱器 燃料油を加熱して噴霧に適した粘度にする
油ストレーナ 油の中のごみを取り除く。水分は取れない

⚠ 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。

以上から、正解は(5)です。

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問26 油バーナの種類と霧化媒体

令和6年4月公表分野:油バーナの種類と霧化媒体重要度 ★★
霧化媒体を必要とするボイラーの油バーナは、次のうちどれか。
(1)空気噴霧式バーナ
(2)プランジャ式圧力噴霧バーナ
(3)戻り油式圧力噴霧バーナ
(4)回転式バーナ
(5)ガンタイプバーナ
答え・解説を見る
正解

(1)
空気噴霧式バーナ

この問題は何を聞いている?

5つの油バーナのうち、霧化媒体を使って油を霧にするものを1つ選ぶ問題です。バーナの名前と、油を霧にするしくみを結びつけられるかが問われています。

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

空気噴霧式バーナは、比較的高圧の空気の勢いで油を霧にします。この空気が霧化媒体です。霧化媒体を必要とするので、これが正解です。

(2) ❌ 霧化媒体は不要

プランジャ式圧力噴霧バーナ

プランジャ式圧力噴霧バーナは、プランジャ(ピストンのような部品)で油を押し出すポンプを使うバーナです。圧力噴霧式の一種なので、霧化媒体は使いません。

(3) ❌ 霧化媒体は不要

戻り油式圧力噴霧バーナ

戻り油式圧力噴霧バーナは、バーナへ送った油の一部を戻して、噴き出す量を減らすバーナです。これも圧力噴霧式で、油そのものの圧力で霧にします。霧化媒体は使いません。

(4) ❌ 霧化媒体は不要

回転式バーナ

回転式バーナは、回転するカップの内面に油の膜をつくり、遠心力で飛ばして霧にします。霧化媒体は使いません。

(5) ❌ 霧化媒体は不要

ガンタイプバーナ

ガンタイプバーナは、ファンと圧力噴霧式バーナを組み合わせたものです。霧にするしくみは圧力噴霧式なので、霧化媒体は使いません。

バーナ 油を霧にする力
圧力噴霧式(プランジャ式・戻り油式・ガンタイプ) 油に加えた高い圧力
蒸気噴霧式・空気噴霧式 蒸気や空気(霧化媒体)の勢い
回転式 回転するカップの遠心力

💡 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。

霧化媒体を必要とするのは空気噴霧式バーナなので、正解は(1)です。

▶ 基礎から学び直すなら講座の 第16回 燃焼装置

問27 気体燃料の燃焼方式(拡散燃焼と予混合燃焼)

令和6年4月公表分野:気体燃料の燃焼方式(拡散燃焼と予混合燃焼)重要度 ★★★
ボイラーにおける気体燃料の燃焼方式について、適切でないものは次のうちどれか。
(1)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)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)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)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)予混合燃焼方式は、気体燃料に特有な燃焼方式である。
答え・解説を見る
正解

(1)
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。

この問題は何を聞いている?

ガスの2つの燃やし方(拡散燃焼・予混合燃焼)の特徴を問う問題です。適切でないものを1つ選びます。

ガスはもともと気体なので、霧にする必要がありません。かわりに、ガスと空気をいつ混ぜるかで、燃やし方が2つに分かれます。

方式 混ぜ方 特徴
拡散燃焼方式 ガスと空気を別々にバーナへ送る 逆火のおそれがない。炎の広がりや長さの調節が容易
予混合燃焼方式 あらかじめガスと空気を混ぜてから送る 安定した炎をつくりやすい。気体燃料に特有の方式

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。

拡散燃焼方式は、逆火のおそれがない方式です。ガスと空気が炉に出てから初めて混ざるので、バーナの中に燃える混合気がないからです。「安定した火炎を作りやすい」も、予混合燃焼方式の特徴として挙げられるものです。

(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。

拡散燃焼方式は、炎の広がりや長さなどの調節が容易な方式です。

(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。

拡散燃焼方式は、ガスと空気を別々にバーナへ送ります。炉の中で混ぜながら燃やす方法です。

(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。

パイロットバーナは、主バーナに火をつけるための小さな種火用のバーナです。安定した小さな炎が必要なので、予混合燃焼方式が使われることがあります。

(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。

予混合燃焼方式は、気体燃料に特有の燃焼方式です。

💡 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。

以上から、正解は(1)です。

▶ 基礎から学び直すなら講座の 第16回 燃焼装置

問28 大気汚染物質(NOx・SOx・すす・ダスト)

令和6年4月公表分野:大気汚染物質(NOx・SOx・すす・ダスト)重要度 ★★
ボイラーの燃料の燃焼により発生する大気汚染物質について、適切でないものは次のうちどれか。
(1)排ガス中のSOxは、大部分がSO₂である。
(2)排ガス中のNOxは、大部分がNO₂である。
(3)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)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)SOxは、NOxとともに酸性雨の原因となる。
答え・解説を見る
正解

(2)
排ガス中のNOxは、大部分がNO₂である。

この問題は何を聞いている?

燃料を燃やしたときに出る大気汚染物質の、中身と種類を問う問題です。適切でないものを1つ選びます。

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。

排ガス中のSOxは、大部分がSO₂(二酸化硫黄)です。

(2) ❌ 誤りの記述

排ガス中のNOxは、大部分がNO₂である。

排ガス中のNOxは、大部分がNO(一酸化窒素)です。NO₂(二酸化窒素)ではありません。NOがNO₂に入れ替えられている点が誤りです。

(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。

NOxは、でき方で2種類に分かれます。空気中の窒素が高温で酸素と結びついてできるサーマルNOxと、燃料中の窒素化合物が酸化されてできるフューエルNOxです。

(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。

燃焼で出る固体の細かい粒には、すすとダストがあります。すすは、分解した炭素が燃え残ったもの。ダストは、燃料の灰分などが粒になったものです。

(5) ⭕ 正しい記述

SOxは、NOxとともに酸性雨の原因となる。

SOxとNOxは、どちらも雨に溶けて酸性雨の原因になります。

物質 おさえるポイント
NOx 排ガス中では大部分がNO
SOx 排ガス中では大部分がSO₂
すす 分解した炭素が遊離炭素として残ったもの
ダスト 燃料の灰分などが固体の粒になったもの

💡 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。

以上から、正解は(2)です。

▶ 基礎から学び直すなら講座の 第17回 大気汚染・重油の障害・低温腐食

問29 油だきボイラーの燃焼室に求められること

令和6年4月公表分野:油だきボイラーの燃焼室に求められること重要度 ★
油だきボイラーの燃焼室が具備すべき要件に関する、AからDまでの記述で、適切なもののみを全て挙げた組合せは、次のうちどれか。
A 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 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 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 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。
(1)A,B
(2)A,B,D
(3)A,C
(4)B,C,D
(5)C,D
答え・解説を見る
正解

(1)
A,B

この問題は何を聞いている?

油を燃やすボイラーの燃焼室(燃料を燃やす部屋)が、備えるべき条件を問う問題です。AからDのうち、適切なものだけを集めた組合せを選びます。

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。

燃焼室の内側には、熱に耐える耐火材が使われています。長く使っても、焼損やスラグの溶着などの障害が起きにくいことが求められるのです。

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。

炉壁(燃焼室の壁)は、空気や燃焼ガスの漏れ込み・漏れ出しがないことが求められます。あわせて、放射熱の損失が少ない構造であることも条件です。

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。

炎が伝熱面や炉壁に直接当たると、その部分が局部的に過熱してしまいます。「直射し、伝熱効果を高める」は、避けるべきことを良いことのように書いている点が誤りです。

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。

滞留時間が燃焼完結時間より短いと、燃料が燃え切らないまま燃焼室を出ていってしまいます。「短くなる大きさ」としている点が誤りです。

💡 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。

適切なものはAとBなので、正解は(1)です。

▶ 基礎から学び直すなら講座の 第15回 燃焼の基礎・空気比・通風

問30 ボイラーの通風(自然通風・押込・誘引・平衡)

令和6年4月公表分野:ボイラーの通風(自然通風・押込・誘引・平衡)重要度 ★★★
ボイラーの通風に関して、適切でないものは次のうちどれか。
(1)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)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)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)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)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。
答え・解説を見る
正解

(4)
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。

この問題は何を聞いている?

ボイラーの通風の方式と、それぞれの特徴を問う問題です。適切でないものを1つ選びます。

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。

方式 しくみ 炉の中の圧力
押込通風 ファンで燃焼用の空気を炉内へ押し込む 大気圧より高い
誘引通風 煙道や煙突の入口のファンで、燃焼ガスを吸い出す 大気圧より低い
平衡通風 押込ファンと誘引ファンを併用する 大気圧よりわずかに低い

(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。

炉や煙道を通って起きる、空気と燃焼ガスの流れを通風といいます。燃焼ガスとは、燃えたあとの熱いガスのことです。

(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。

煙突の中の燃焼ガスは熱くて軽いので、浮き上がる力が生まれます。これが自然通風です。その力は、外気と煙突内ガスの密度の差×煙突の高さで求められます。

(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。

押込通風は、燃やす前の常温の空気を扱います。ファンを回す動力が小さいので、広く使われているのです。

(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。

前半の「高温で体積の大きな燃焼ガスを取り扱う」は、正しい内容です。しかし誘引通風は、ガスを吸い出すので炉内が大気圧より低くなります。そのため燃焼ガスは外へ漏れにくいのです。「外部へ漏れる」の部分が誤りです。

(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。

平衡通風は、押し込む力と吸い出す力の両方を使います。そのため、通風抵抗の大きなボイラーでも強い通風力が得られるのです。

💡 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。

以上から、正解は(4)です。

▶ 基礎から学び直すなら講座の 第15回 燃焼の基礎・空気比・通風

令和6年4月公表「燃料及び燃焼」のまとめ

まとめ

・液体・固体燃料=元素分析、気体燃料=成分分析。高発熱量と低発熱量の差は水素と水分で決まる

・重油は密度が小さいほど、1kgあたりの発熱量が大きい。引火点は一般に100℃前後

・気体燃料のCO₂の発生は、同じ熱量なら石炭の約60%(1/3以下ではない)

・加熱するのは粘度の高い重油。熱しすぎはいきづき燃焼・ベーパロック、温め不足は霧化不良

・油ストレーナはごみを取る装置で、水分は取れない。霧化媒体がいるのは蒸気噴霧式・空気噴霧式

・拡散燃焼は逆火のおそれがない。排ガス中のNOxは大部分がNO、SOxは大部分がSO₂

・燃焼室は炎を壁に直射させず、燃え切るまでとどめる大きさに。誘引通風はガスが外へ漏れにくい