2010 ボイラ

6問 • 2年前

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ボイラの補給水処理の目的は、補給水中の溶存塩類などの不純物を、凝集沈殿又は凝集加圧浮上、ろ過、吸着、膜、イオン交換などの化学的及び物理的方法で、取り除くことである。 1mm以下の低分子領域の不純物としては、溶存状態の電解質、( 1 )及び非電解質などがある。 1〜500mmの領域の不純物中には、重金属水酸化物、フミン酸などの有機物、( 2 )などがある。さらに、( 3 )領域の不純物中には、電解質及び電解質の土壌成分、藻類、油脂などがある。補給水の不純物の除去には、1mm以下の低分子領域のものはイオン交換、逆浸透膜、( 4 )などが用いられ、( 3 )領域のものは主として凝集沈殿・ろ過・沈降分離が用いられる。原水の水質及び処理目的に応じて、これらの方法が単独又は組み合わせて用いられる。

溶存気体, コロイド状シリカ, 懸濁質, 脱気

ドラム形ボイラの燃焼制御は、蒸気圧力制御とも呼ばれるように、要求される( 1 )に対しても蒸気圧力を一定に保つように( 2 )を調整し、その( 2 )の変化に応じて適正に( 3 )を調整する制御である。 ( 2 )に対して( 3 )が多すぎると、( 4 )の増加によるボイラ効率低下が生じ、少なすぎると燃焼不良によるボイラ効率低下や失火を生じるので、適正な比率を設定し管理する。

蒸気流量, 燃料流量, 空気流量, 排ガス流量

プロセス蒸気使用量の急激な変動やボイラ定格容量を一時的に超える負荷がある場合、ボイラへ過大な負荷を掛けずに負荷変動を吸収する設備を利用する。これらをスチームアキュムレータという。すなわちボイラの燃焼量を一定とし、( 1 )時に発生した( 2 )を蓄熱媒体に蓄熱し、( 3 )時に利用するものである。熱エネルギーの貯蔵方法により、変圧式と定圧式の2種類がある。変圧式の場合、蒸気系統の圧力が降下するととアキュムレータ容器内の( 4 )は、その降下した前後の圧力に対応する熱水の( 5 )に相当する熱量を、蒸気潜熱として放出するために自己蒸発し、圧力を下げながら( 6 )を供給する。一方、定圧式の場合、スチームアキュムレータは、ボイラ入口側給水系等に配置される。その蓄熱方式としては、過剰蒸気により、給水を予熱しアキュムレータに蓄え、必要に応じ加熱された給水をボイラへ供給する方式と、( 1 )時に余剰な熱量により発生したボイラ水をアキュムレータに蓄え、( 3 )時にはボイラへ補給することによりボイラの( 7 )の増加を図る方式がある。

低負荷, 過剰熱量, 過負荷, 飽和熱水, 熱量(エンタルピー)差, 飽和蒸気, 蒸発量

タービン室熱消費率に大きく影響する項目としては、適用する( 1 )の条件と、蒸気タービン本来の性能とがある。熱消費率は、蒸気が高温高圧であるほど、高真空度ほど、給水温度が高いほど、また、( 2 )ほど、工場する。蒸気タービン本体の性能を左右する蒸気タービン本体の損失のうち、( 3 )には、翼の空気力学的損失と、流出速度損失や排気室損失を含む排気損失があり、また、( 4 )には、軸受摩擦損失などの機械損失、弁絞りなどの圧力損失、本体より放熱損失、外部漏れ損失がある。これらの中で支配的な損失は、それぞれ、( 3 )における( 5 )と、( 4 )における( 6 )である。

再生サイクル, タービンの段数が多い, 内部損失, 外部損失, 翼の空気力学的損失, 機械損失

内燃機関においては、燃料の燃焼エネルギーのうち、排ガス損失や( 1 )がエネルギー損失となり、残りのエネルギーが軸出力として有効に取り出される。ガソリン機関やガス機関の場合、その理論熱効率ηₜₕは、圧縮比をε、比熱比をkとすると、ηₜₕ=( 2 ※ア〜エで回答 )で表され、オットーサイクルと呼ばれる。この式から分かるように、これらの機関の熱効率は( 3 )を大きくすると向上するが、大きくしすぎるとノッキングを起こして機関に損傷を与えるため、上限が存在する。また、( 4 )を大きくする、すなわち、混合気を( 5 )にすることも理論熱効率を向上させるが、( 5 )にしすぎると燃焼の不安定度を増す。内燃機関の排ガス中に含まれる大気汚染物質としては、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)、一酸化炭素(CO)、未燃炭化水素(HC)、ばいじんなどがある。 ( 6 )法はNOx、HC、COを高い浄化率で同時に処理できるが、排ガス中に酸素があると性能を発揮できないため、空気過剰率1付近で運転する必要がある。ディーゼル機関では( 7 )が使用できないため、NOx低減の有効な手段は尿素などを使用する( 8 )法が使用されるが、最近は吸蔵還元触媒法などの開発も進められるている。

冷却損失, イ, 圧縮比, 比熱比, 希薄, 三元触媒, 希薄燃焼, 選択還元脱硝

ガスタービンの理論サイクルは( 1 )サイクルであり、その理論熱効率は( 2 )の関数として表される。しかし、実際のガスタービンでは、( 3 )も熱効率に大きく影響するため、材料の耐熱性向上や冷却技術の改良がなされることで、熱効率向上と高出力化に寄与している。システムの熱効率を大幅に向上させる技術として、ガスタービンの廃熱を利用して蒸気タービンを駆動するサイクルである( 4 )サイクルが、最近の火力発電所で採用されてきている。排熱の利用方式には幾つかあるが、近所、ガスタービン入口温度の上昇や、ガスタービン排ガス中の残存酸素濃度の低下により、燃料を追加しない( 5 )が主流となっている。また、既設火力発電所における蒸気タービンにガスタービンを追設して( 4 )サイクル化を図ることを( 7 )と呼ぶ。エネルギーのカスケード利用により既設設備よりも高効率化が図れるとともに、既設設備を有効活用しながら発電出力を増加できるメリットがある。

ブレイドン, 圧力比, タービン入口温度, コンバインド, 排熱回収方式, リパワリング

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