次の状況で運転しているボイラーのボイラー効率の値に最も近いものは、(1)〜(5)のうちどれか。
蒸発量…5t/h
発生蒸気の比エンタルピ…2,790kJ/kg
給水温度…24℃
燃料の低発熱量…42MJ/kg
燃料消費量…360kg/h
正答2
解説
正解は2です。
ボイラー効率は、燃料が持ち込んだ熱量のうち、蒸気の発生に使われた熱量の割合です。
給水の比エンタルピは、水の比熱を約4.187kJ/(kg·K)として給水温度から求めます。
【計算】
ボイラー効率η=蒸発量×(発生蒸気の比エンタルピ-給水の比エンタルピ)÷(燃料消費量×低発熱量)×100です。
給水の比エンタルピ=4.187×24≒100.5kJ/kgです。
蒸発量5t/hは5,000kg/h、低発熱量42MJ/kgは42,000kJ/kgに直します。
分子=5,000×(2,790-100.5)=5,000×2,689.5=13,447,500kJ/hです。
分母=360×42,000=15,120,000kJ/hです。
η=13,447,500÷15,120,000×100≒88.9%です。
【選択肢別解説】
1:× 87%は計算値88.9%より約2ポイント低く、最も近い値ではありません。
2:○ 計算値88.9%に最も近い値は89%です。
3:× 91%は計算値88.9%より約2ポイント高く、89%のほうがより近い値です。
4:× 93%は計算値より約4ポイント高い値です。
給水の比エンタルピを差し引かずに計算すると約92.3%となり、この付近の値を選んでしまいます。
5:× 95%は計算値より約6ポイント高く、該当しません。
【ポイント】
効率の分子は「蒸気の比エンタルピ-給水の比エンタルピ」であり、給水が持ち込む熱を差し引くことを忘れないようにしましょう。
単位はkJにそろえ、t/hはkg/hに、MJはkJに換算してから計算します。