2012 ボイラ

6問 • 2年前

問題一覧

ボイラ水中の[1. 塩素イオン ]などの硬度成分や溶解固形分が、ボイラ伝熱管の内壁などに硬く付着する現象をスケールという。スケールの熱伝導率は0.2〜2W/(m・K)と、鋼の熱伝導率の40〜60W/(m・K)に比べてはるかに小さいため、スケールが伝熱面に付着すると伝熱が阻害され、ボイラ効率が低下する。更に進行すると、ボイラ水の循環不良や、局部過熱によるボイラの膨出・破裂などを生じることがある。防止策としては、ボイラ外処理でスケールのもととなる[2. 懸濁固形物 ]や溶解固形物を除去した補給水を補給し、ボイラ内では[3. スートブロー ]を適正に行うことが必要である。

カルシウム, ◯, ブロー

ボイラの自動制御の中で、給水制御は、ボイラの負荷に応じて必要なボイラ水を給水するための制御である。ドラム形ボイラの場合、[1. 蒸発量 ]を測定して給水流量を調整する制御を1要素制御といい、小型ボイラなどに適用されている。中・大型ボイラになると、ドラム内のボイラ水には多数の気泡があり、その体積変化が外乱となって制御が安定しないことがある。その対策として、[2. 給水流量 ]を負荷変化の先行値として加えた2要素制御や、さらに、両流量に差が出た場合に[3. 燃料流量 ]を制御する機能を加えた3要素制御がある。

ドラム水位, 蒸気流量, 給水流量

エコノマイザは、過熱器や再熱器を通った燃焼ガスの熱を利用して、[1. 燃焼用空気 ]を予熱する排熱回収装置である。また、ボイラ水と給水の温度差を減少させ、ドラムに生じる[2. 熱応力 ]を軽減させる効果もある。ただし、排ガスの温度が低いため、大きな伝熱面積を必要とし、フィン付き管を使用することがある。エコノマイザを設置して、排ガス温度を20℃低下させると、ボイラ効率が約1%の向上が見込める。硫黄分を含む燃料を使用する場合は、排ガス温度を下げすぎると、エコノマイザ表面に[3. 塩酸 ]が凝縮して腐食を起こす。これを[4. 高温腐食 ]という。

ボイラ給水, ◯, 硫酸, 低温腐食

蒸気タービンは、蒸気の利用方式によって復水タービン、背圧タービン、抽気復水タービン及び抽気背圧タービンなどに分類される。復水タービンは、復水器を持ち、蒸気を十分に膨張させて( 1 )を大きくとり、単位蒸気流量あたりの軸出力が大きいことを特徴とする。一方、多量の凝縮潜熱を系外に捨てるため、熱効率は比較的( 2 )ものとなる。背圧タービンは、復水器を持たず、タービン通過蒸気の全量をプロセス蒸気として利用する形態であり、熱効率は比較的( 3 )。しかし、復水器がないため( 1 )が小さく、軸出力はプロセス蒸気量に支配されるため、比較的小出力の機種となる。抽気復水タービンは、復水器を持ちながら、タービン途中段から( 4 )し、プロセス蒸気として利用する形態であり、背圧タービンと復水タービンを一軸に連結したものとみなせる。( 4 )の段数を増やせば、プロセス蒸気の圧力の種類を増やすことが可能である。抽気背圧タービンは、複数の背圧タービンを一軸に連結したもので、復水器は持たない。背圧タービンの数だけ( 5 )の種類を準備できる。

熱落差, 低い, 高い, 抽気, プロセス蒸気

内燃機関では、熱効率とともに出力密度の観点が重要となる。その指標となる平均有効圧力Pは、1サイクルにおける仕事量をL、行程容積をVとすると式( 1 )で表され、この値が大きいほど小型で出力が大きいことを示す。平均有効圧力の増加には過給が有効な手段となり、その方法を大別すると、クランク軸から過給機を駆動する( 2 )過給式と、排ガスタービンに供給して過給機を駆動する( 3 )過給方式がある。特に( 3 )過給方式は、高回転・高負荷時には風量が増加し、平均有効圧力の増加に寄与する一方、低回転・低負荷時における過給不足や、回転慣性による時間の遅れといった欠点がある。また、過給を増やすと圧縮終了時のシリンダ内温度温度が上昇しやすくなり、その結果( 4 )が発生しやすくなる可能性があるため、その対策として中間冷却器を用いて過給機( 5 )を冷却することなどが重要となる。

P=L/V, 機械, ターボ, ノック, 出口の給気

コージェネレーションは、一般に一つのエネルギー源から電力と熱エネルギーを同時に供給するシステムであり、発電用原動機が大気や冷却水に捨てていた排熱を回収して有効利用するシステムである。大規模集中発電と異なり、分散型電源として需要地に近接して設置できるため、( 1 )がほとんどないことも省エネルギーに資する要因となる。最近のコージェネレーションにおける技術開発動向としては、原動機の( 2 )が顕著に見られる。特にガス機関では、低NOx化にも寄与する( 3 )や、膨張比が圧縮比より大きい( 4 )などの( 2 )に寄与する技術が取り入れられており、300〜1000kWクラスの比較的小型の出力でも、発電効率が( 5 )[%](LHV基準)を超える機種が実用化され、導入されている。

送電損失, 高効率化, 希薄燃焼, ミラーサイクル, 40

機械保全実技(潤滑油)

まうそ · 14問 · 4年前

機械保全実技(潤滑油)