次のような仕様のボイラーに使用される燃料の低発熱量の値に最も近いものは、(1)〜(5)のうちどれか。
蒸発量 ………………………… 5 t/h
発生蒸気の比エンタルピ ………… 2780kJ/kg
給水温度 ………………………… 24℃
ボイラー効率 …………………… 90%
燃料消費量 ………………………… 370 kg/h
正答3
解説
正解は3です。
ボイラー効率の式を、燃料の低発熱量について解く計算問題です。
ボイラー効率は、発生蒸気が得た熱量を、燃料が持ち込んだ熱量（燃料消費量×低発熱量）で割った値です。
【計算】
給水の比エンタルピは、給水温度にほぼ水の比熱4.187kJ/(kg・K)を掛けて求めます。
h1 ＝ 4.187 × 24 ≒ 100.5kJ/kg
蒸気1kgが得た熱量は、2780 － 100.5 ＝ 2679.5kJ/kgです。
蒸発量は5t/h ＝ 5000kg/hなので、蒸気が得た熱量は5000 × 2679.5 ＝ 13,397,500kJ/hです。
ボイラー効率 η ＝ 蒸気が得た熱量 ÷（燃料消費量 × 低発熱量）を、低発熱量について解きます。
低発熱量 ＝ 13,397,500 ÷（370 × 0.90）
低発熱量 ＝ 13,397,500 ÷ 333 ≒ 40,233kJ/kg ≒ 40.2MJ/kg
【選択肢別解説】
1：× 38.8MJ/kgは計算値の40.2MJ/kgより小さく、該当しません。
2：× 39.2MJ/kgも計算値と一致しません。
3：○ 計算値の約40.2MJ/kgに最も近い値です。
4：× 41.7MJ/kgは計算値より大きく、該当しません。
5：× 42.1MJ/kgも計算値と一致しません。
【ポイント】
給水の比エンタルピは「給水温度×4.187」で近似するのが定石です。
効率は百分率のまま使わず、0.90のように小数にして代入します。