第201問燃料を空気中で加熱し、他から火源を与えなくても自然に燃え始める最低の温度を何というか。
- A凝固点
- B引火点
- C着火温度
- D流動点
一級ボイラー技士 ⑥ 燃料及び燃焼1：燃料・燃焼
燃料の性質と燃焼の理論を扱う分野です。燃料では液体燃料（重油の粘度・引火点・流動点）、気体燃料（都市ガス・LPG）、固体燃料（石炭の工業分析）それぞれの特性と取扱い上の留意点が中心になります。燃焼では理論空気量と過剰空気、空気比の考え方、燃焼生成物と排ガス分析、発熱量（高発熱量と低発熱量）の違いが頻出です。空気比が大きすぎても小さすぎても損失が生じるという関係は、熱管理にもつながる重要論点になります。
この分野の問題40問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。
クイズモードで挑戦 →第202問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何というか。
- A凝固点
- B流動点
- C着火温度
- D引火点
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第203問燃料の発熱量に関する説明として、正しいものはどれか。
- A燃焼後に生成される水が液体の場合、気体の場合より蒸発潜熱分だけ多くの熱量が外部に放出される。
- B高発熱量と低発熱量の差は、燃料に含まれる炭素と硫黄の量によって決まる。
- C低発熱量は、高発熱量に水の蒸発潜熱を加えた発熱量である。
- D気体燃料の発熱量は、通常MJ/kgの単位で表される。
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正解：A．燃焼後に生成される水が液体の場合、気体の場合より蒸発潜熱分だけ多くの熱量が外部に放出される。
水が液体の場合、気体の場合より蒸発潜熱分だけ多く熱量が放出されます。低発熱量は高発熱量から蒸発潜熱を差し引いたものです。
この問題の解説ページを開く →第204問燃料の発熱量測定に関する説明として、誤っているものはどれか。
- A気体燃料の発熱量の測定には、ユンカース式熱量計が用いられる。
- B断熱熱量計による測定は、水槽中の水の温度上昇から発生熱量を算出する。
- C固体燃料及び液体燃料の発熱量の測定には、断熱熱量計が用いられる。
- D測定用熱量計で計測された発熱量の値は、低発熱量として扱われる。
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第205問燃料の組成を示すとき、液体燃料及び固体燃料に通常用いられる分析方法はどれか。
- A成分分析
- B元素分析
- C容量分析
- D粘度分析
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第206問重油の密度と他の性質との関係について、正しいものはどれか。
- A密度の小さい重油は、密度の大きい重油より一般に引火点が高い。
- B密度の大きい重油は、密度の小さい重油より一般に難燃性が高い。
- C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。
- D密度の小さい重油は、密度の大きい重油より一般に動粘度が高い。
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第207問重油の凝固点と流動点に関する説明として、誤っているものはどれか。
- A重油の凝固点は、油が低温になって凝固する最高温度のことである。
- B流動点の低い油ほど、流動性が高い。
- C重油の流動点は、一般に凝固点より2.5℃低い温度である。
- D流動点は、重油を冷却したときに流動状態を保つことができる最低温度である。
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第208問重油の動粘度と温度の関係について、正しいものはどれか。
- A温度が上昇すると低くなる。
- B温度に比例して一定の割合で高くなる。
- C温度が変化してもほとんど変化しない。
- D温度が上昇すると高くなる。
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第209問温度25℃で1000リットルの重油がある。標準温度(15℃)における体積の近似値はどれか。ただし、重油の体膨張係数を0.0007/℃とする。
- A993リットル
- B996リットル
- C1004リットル
- D1007リットル
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第210問液体燃料中の炭素・水素の質量比(C/H比)が大きい重油は、燃焼時にどのような特徴を示しやすいか。
- A水分を多く発生しやすい。
- B着火温度が低くなりやすい。
- Cすすを生じやすい。
- D蒸発潜熱が大きくなりやすい。
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第211問重油中の灰分に含まれるバナジウムによって引き起こされる障害と発生条件について、正しいものはどれか。
- A低温腐食を引き起こし、排ガス温度が露点以下になると多く発生する。
- B高温腐食を引き起こし、付着面の温度が300℃以上になると多く発生する。
- C低温腐食を引き起こし、燃焼温度が800℃以下になると多く発生する。
- D高温腐食を引き起こし、付着面の温度が600℃以上になると多く発生する。
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正解：D．高温腐食を引き起こし、付着面の温度が600℃以上になると多く発生する。
重油灰分中のバナジウムは、付着面の温度が600℃以上になると溶融して高温腐食を引き起こします。
この問題の解説ページを開く →第212問重油の添加剤とその効果の組み合わせとして、誤っているものはどれか。
- A燃焼促進剤 ─ 触媒作用により燃焼を促進し、ばいじんの発生を抑制する。
- B低温腐食防止剤 ─ バナジウムと化合物を作り、灰の融点を上昇させて付着を抑制する。
- C流動点降下剤 ─ 油の流動点を降下させ、低温における流動性を確保する。
- Dスラッジ分散剤 ─ 分離沈殿してくるスラッジを溶解又は分散させる。
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正解：B．低温腐食防止剤 ─ バナジウムと化合物を作り、灰の融点を上昇させて付着を抑制する。
バナジウムと化合物を作るのは高温腐食防止剤です。低温腐食防止剤は三酸化硫黄を非腐食性物質に変えます。
この問題の解説ページを開く →第213問ボイラー用気体燃料を液体・固体燃料と比較した場合の特徴として、正しいものはどれか。
- A同じ熱量を発生させた場合、天然ガスは石炭よりCO2排出量が多くなる。
- B燃料中の硫黄分及び灰分が多いため、伝熱面を汚染しやすい。
- C成分中の炭素に対する水素の比率が高いため、CO2の排出量が少ない。
- D都市ガスはボンベに充填されるため、車両輸送が可能である。
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正解：C．成分中の炭素に対する水素の比率が高いため、CO2の排出量が少ない。
気体燃料は炭素に対する水素の比率が高いためCO2排出量が少なく、硫黄分や灰分も少ないです。ボンベ充填はLPGです。
この問題の解説ページを開く →第214問気体燃料のガス火炎の伝熱特性に関する説明として、誤っているものはどれか。
- A油火炎に比べて輝度が低い。
- B管群部での対流伝熱量は多い。
- C燃焼ガス中の水蒸気成分が多い。
- D燃焼室での輝炎による放射伝熱量は、油火炎よりも多い。
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正解：D．燃焼室での輝炎による放射伝熱量は、油火炎よりも多い。
ガス火炎は輝度が低く、燃焼室での輝炎による放射伝熱量は「少ない」ですが、管群部での対流伝熱量は多くなります。
この問題の解説ページを開く →第215問天然ガスのうち、可燃性成分のほとんどがメタンであり、プロパン以上の高級炭化水素を含まないものを何というか。
- A湿性ガス
- B乾性ガス
- Cバイオガス
- Dオフガス
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第216問液化石油ガス(LPG)の特徴として、正しいものはどれか。
- Aプロパン及びブタンとして使用され、空気より重い。
- B天然ガス(LNG)に比べて発熱量が小さい。
- C脱硫・脱炭酸プロセスで精製するため、常温で液化せずに貯蔵する。
- D密度が空気より小さいため、天井付近に滞留しやすい。
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第217問植物などから生成・排出される有機物から得られ、メタンを主成分とするガスを何というか。
- A発生炉ガス
- Bオフガス
- C高炉ガス
- Dバイオガス
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第218問石炭の石炭化度(炭化度)と単位質量当たりの発熱量の関係として、一般的なものはどれか。
- A石炭化度の進んだものほど発熱量が大きい。
- B石炭化度の進んでいないものほど発熱量が大きい。
- C石炭化度と発熱量には全く関係がない。
- D褐炭が最も石炭化度が高く発熱量が大きい。
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第219問石炭の揮発分に関する説明として、正しいものはどれか。
- A揮発分は、石炭化度の進んだ石炭ほど多く含まれる。
- B揮発分が放出された後に残る「おき」は、揮発分が燃焼しているものである。
- C石炭化度が低い石炭は揮発分が多く、分解温度で空気不足になり燃焼温度が低下しやすい。
- D揮発分は石炭の主成分であり、固定炭素より先に燃焼することはない。
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正解：C．石炭化度が低い石炭は揮発分が多く、分解温度で空気不足になり燃焼温度が低下しやすい。
石炭化度が低いと揮発分が多く、分解温度で空気不足になり燃焼温度が低下します。揮発分は石炭化度が進むほど少なくなります。
この問題の解説ページを開く →第220問石炭の固定炭素を揮発分で割った値を「燃料比」という。この値に関する説明として、誤っているものはどれか。
- A石炭化度の進んだものほど燃料比は大きくなる。
- B無煙炭は褐炭に比べて燃料比が小さい。
- C燃料比は揮発分の割合が小さいほど大きくなる。
- D燃料比は固定炭素の割合が大きいほど大きくなる。
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第221問砂糖きびの搾りかすであり、水分を50%程度含み、発熱量が11MJ/kg程度の燃料はどれか。
- A木材
- Bバーク
- C黒液
- Dバガス
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第222問石油コークスに関する説明として、誤っているものはどれか。
- A原油から揮発油などを得た後の固形残渣である。
- B灰分は少ない。
- C揮発分が多いため、石炭より着火性や燃焼性が良い。
- D硫黄分を多く含むため、脱硫対策が必要となる場合がある。
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第223問燃焼の三要素として正しい組み合わせはどれか。
- A燃料・空気(酸素)・温度(着火源)
- B燃料・二酸化炭素・着火源
- C燃料・光・温度
- D燃料・水素・空気
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第224問液体燃料をバーナで良好に霧化するために加熱する温度の目安として、正しいものはどれか。
- AB重油で10~20℃、C重油で30~40℃
- BB重油で50~60℃、C重油で80~105℃
- CB重油で80~105℃、C重油で50~60℃
- DB重油で20~30℃、C重油で40~50℃
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第225問石炭燃焼と比較した重油燃焼の特徴として、正しいものはどれか。
- Aボイラーの負荷変動に対しての応答性に優れている。
- Bすすやダストが多く発生するため、灰処理の手間がかかる。
- C液体燃料の空気比は1.15~1.3であり、微粉炭の1.05~1.3より大きい。
- D燃焼温度が低く、ボイラーの局部過熱を起こしにくい。
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第226問重油の加熱温度が高すぎる場合に発生する現象として、最も適切なものはどれか。
- A霧化不良により燃焼が不安定になり、すすが発生する。
- B油の粘度が高くなりすぎ、噴霧粒径が大きくなる。
- C流動点が上昇し、配管内で重油が凝固する。
- Dバーナ管内で油が気化し、蒸気閉塞（ベーパロック）を起こす。
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第227問燃焼用空気の調整と火炎の状態に関する説明として、誤っているものはどれか。
- A火炎が輝白色で炉内が明るい場合は、燃焼用空気量が過剰である。
- B火炎がオレンジ色で炉内の見通しがきく場合は、燃焼用空気量が過少である。
- C火炎が暗赤色で炉内の見通しがきかない場合は、燃焼用空気量が過少である。
- D適切な燃焼状態では、火炎はオレンジ色で炉内の見通しがきく。
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正解：B．火炎がオレンジ色で炉内の見通しがきく場合は、燃焼用空気量が過少である。
火炎がオレンジ色で炉内の見通しがきく場合は「適正」な燃焼状態です。過少な場合は暗赤色になります。
この問題の解説ページを開く →第228問ガスと空気を別々にバーナから燃焼室に供給して燃焼させる方式を何というか。
- A予混合燃焼方式
- B微粉炭バーナ燃焼方式
- C拡散燃焼方式
- D流動層燃焼方式
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第229問火格子燃焼と比較した微粉炭バーナ燃焼の短所として、正しいものはどれか。
- A燃焼調節が困難であり、起動停止時間が長くなる。
- B燃料の表面積が小さいため、多くの過剰空気を必要とする。
- C燃焼ガス中に飛散する粉塵が多いため、大型の集塵装置が必要である。
- D自動制御が困難で応答が遅い。
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正解：C．燃焼ガス中に飛散する粉塵が多いため、大型の集塵装置が必要である。
微粉炭バーナ燃焼は粉塵が多く飛散するため大型の集塵装置が必要です。燃焼調節や自動制御は容易で応答は速いです。
この問題の解説ページを開く →第230問流動層燃焼の特徴として、正しいものはどれか。
- A層内に石灰石を送入することにより、炉内脱硫ができる。
- B燃焼温度が1500℃以上の高温燃焼のため、NOxの発生が多い。
- C伝熱性能が低いため、ボイラーの伝熱面積を大きくする必要がある。
- D微粉炭だきに比べて石炭粒径を細かくする必要があり、粉砕動力が大きい。
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正解：A．層内に石灰石を送入することにより、炉内脱硫ができる。
流動層燃焼は層内に石灰石を送入することで炉内脱硫ができます。燃焼温度は850℃前後と低温で、NOx発生が少ないです。
この問題の解説ページを開く →第231問流動層燃焼の短所として、誤っているものはどれか。
- A高い風圧のファンが必要である。
- B石炭以外の燃料（バークや木くずなど）を燃焼することができない。
- C層内の流動媒体により伝熱管が摩耗するため、その対策が必要である。
- D流動化状態を維持するための空気吹上げの動力が必要である。
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正解：B．石炭以外の燃料（バークや木くずなど）を燃焼することができない。
流動層燃焼は、石炭以外にもバークや木くずなどを燃焼して焼却炉のような使い方が「できる」という長所があります。
この問題の解説ページを開く →第232問燃焼室が具備すべき一般的要件に関する記述として、正しいものはどれか。
- A燃焼効率を高めるため、燃焼ガスの炉内滞留時間は燃焼完結時間より短くする。
- B燃料と空気の混合は、燃焼室後部でゆっくりと行われる構造とする。
- C炉壁は、放射熱損失を増やす構造のものとする。
- D燃焼ガスの炉内滞留時間が燃焼完結時間より長くなる大きさとする。
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正解：D．燃焼ガスの炉内滞留時間が燃焼完結時間より長くなる大きさとする。
発生した可燃ガスの燃焼を完結させるため、燃焼ガスの炉内滞留時間が燃焼完結時間より長くなる大きさが必要です。
この問題の解説ページを開く →第233問燃焼室にバーナタイルを設ける主な目的はどれか。
- A燃焼用空気の温度を下げ、NOxの発生を抑制する。
- B燃焼ガスを導く他、噴霧した油滴に放射熱を与えて霧化を促進する。
- C燃焼ガス中のダストを捕集し、集塵装置の負荷を軽減する。
- Dバーナ管内を冷却し、ベーパロックを防止する。
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第234問水管ボイラーにおける燃焼室熱負荷の大きさの一般的な比較として、正しいものはどれか。
- A微粉炭バーナを有するものは、油・ガスバーナを有するものより大きい。
- B炉筒煙管ボイラーの燃焼室熱負荷は、あらゆる水管ボイラーより小さい。
- C使用する燃料に関わらず、水管ボイラーの燃焼室熱負荷は常に一定である。
- D微粉炭バーナを有するものは、油・ガスバーナを有するものより小さい。
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正解：D．微粉炭バーナを有するものは、油・ガスバーナを有するものより小さい。
微粉炭バーナを有する水管ボイラーの燃焼室熱負荷（150〜200 kW/m3）は、油・ガスバーナのそれ（200〜1200 kW/m3）より小さくなります。
この問題の解説ページを開く →第235問実際燃焼温度と理論燃焼温度の関係について、正しいものはどれか。
- A実際燃焼温度は、理論燃焼温度より高くなることはない。
- B実際燃焼温度は、空気比が大きいほど理論燃焼温度を上回る。
- C実際燃焼温度は、常に理論燃焼温度より高くなる。
- D実際燃焼温度と理論燃焼温度は、外部への熱損失に関わらず常に一致する。
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第236問理論燃焼温度（基準温度0℃）の計算において、比例・反比例の関係として正しいものはどれか。
- A燃焼ガスの平均定圧比熱に比例し、燃料の高発熱量に反比例する。
- B燃焼ガスの平均定圧比熱に反比例し、燃料の高発熱量に比例する。
- C燃焼ガスの平均定圧比熱に反比例し、燃料の低発熱量に比例する。
- D燃焼ガスの平均定圧比熱に比例し、燃料の低発熱量に反比例する。
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第237問硫黄32kgを完全燃焼させるときに必要な理論空気量の値に最も近いものはどれか。（空気中の酸素は21%とする）
- A106.7 m3N
- B53.3 m3N
- C35.6 m3N
- D22.4 m3N
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正解：A．106.7 m3N
S(32kg)の燃焼にはO2が1kmol(22.4m3N)必要です。理論空気量は 22.4 / 0.21 ≒ 106.7 m3N となります。
この問題の解説ページを開く →第238問メタンガス1m3を完全燃焼させるときに必要な理論空気量の値に最も近いものはどれか。（空気中の酸素は21%とする）
- A22.4 m3N
- B19.0 m3N
- C9.5 m3N
- D4.8 m3N
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第239問燃焼ガス中の成分を計測して空気比を判定する場合の説明として、誤っているものはどれか。
- A空気比が変われば、燃焼ガスの成分割合も変わる。
- B一般にO2%を計測して判定するよりも、CO2%を計測して判定する方が合理的である。
- C一般に燃焼ガス中のCO2%又はO2%を計測することにより求められる。
- D燃焼ガス中のO2は過剰空気に由来する。
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正解：B．一般にO2%を計測して判定するよりも、CO2%を計測して判定する方が合理的である。
空気比は、一般に燃焼ガス中のCO2%を計測して判定するよりも、O2%を計測して判定する方が合理的とされています。
この問題の解説ページを開く →第240問液体燃料の完全燃焼時、乾き燃焼ガス中の酸素の体積割合をφ(%)としたとき、空気比mを求める式として正しいものはどれか。
- Am = (21 - φ) / 21
- Bm = 21 / (100 - φ)
- Cm = φ / (21 - φ)
- Dm = 21 / (21 - φ)