今回は令和5年度上期 電力科目 A問題3を解説します。火力発電所で、ボイラから煙道に出ていく燃焼ガスの余熱を回収する2つの装置の名称と、それぞれが何を温めるのかを問う空欄補充問題です。
覚えることは1組だけ。節炭器＝給水を温める、空気予熱器＝燃焼用空気を温める。どちらも捨てるはずだった排ガスの熱を回収してボイラ効率を上げる装置です。
出題のポイント
令和5年度上期 電力科目 A問題3：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 電力科目 【火力】 令和5年度上期 A問題3
次の文章は、火力発電所に関する記述である。火力発電所において、ボイラから煙道に出ていく燃焼ガスの余熱を回収するために、煙道に多数の管を配置し、これにボイラへの(ア)を通過させて加熱する装置が(イ)である。同じく煙道に出ていく燃焼ガスの余熱をボイラへの(ウ)空気に回収する装置が、(エ)である。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
(ア) (イ) (ウ) (エ) (1) 給水 再熱器 燃焼用 過熱器 (2) 蒸気 節炭器 加熱用 過熱器 (3) 給水 節炭器 加熱用 過熱器 (4) 蒸気 再熱器 燃焼用 空気予熱器 (5) 給水 節炭器 燃焼用 空気予熱器
ポイント解説：節炭器＝給水を温める／空気予熱器＝燃焼用空気を温める
(ア)(イ)：煙道に多数の管を配置し、その中にボイラへの給水を通して排ガスの余熱で加熱する装置が節炭器（エコノマイザ）。給水温度が上がるぶんボイラで加える熱が減るので燃料が節約でき、「炭を節約する器」という名前がそのまま役割を表している。
(ウ)(エ)：同じく煙道に出ていく燃焼ガスの余熱を、ボイラへの燃焼用空気に回収する装置が空気予熱器。燃焼用空気をあらかじめ温めておくと燃焼効率が上がり、排ガス温度もさらに下がる。燃焼ガスの流れは火炉→過熱器→再熱器→節炭器→空気予熱器の順で、空気予熱器が最後の熱回収装置になる。よって(ア)給水・(イ)節炭器・(ウ)燃焼用・(エ)空気予熱器で答えは(5)。
問題の解説
STEP1 (ア)(イ)
煙道の管に通して温めるのはボイラへの「給水」。その装置が「節炭器」。
STEP2 (ウ)(エ)
余熱を回収する相手が「燃焼用」空気なら、その装置は「空気予熱器」。
STEP3 紛らわしい語を排除
過熱器＝飽和蒸気を過熱蒸気にする、再熱器＝高圧タービンの排気を温め直す——どちらも余熱回収装置ではない→(5)。
答え：(5)
💡 覚え方
煙道の余熱回収装置は2つだけ：**節炭器（エコノマイザ）＝給水を加熱**／**空気予熱器＝燃焼用空気を加熱**。燃焼ガスの順序は 火炉→過熱器→再熱器→節炭器→空気予熱器→電気集じん装置→脱硫装置→煙突。似た名前の区別：過熱器＝飽和蒸気→過熱蒸気（蒸気を温める）、再熱器＝高圧タービンの排気を温め直して低圧タービンへ。「〜熱器」が4つ出てくるので、温める相手（給水／空気／蒸気／タービン排気）で覚える。
⚠️ よくある間違い
節炭器と空気予熱器の役割を逆にしない——節炭器は「水」、空気予熱器は「空気」（名前のとおり）。過熱器・再熱器は蒸気を扱う装置で、煙道の余熱回収装置ではない。(ア)は「蒸気」ではなく「給水」（ボイラへ送る水を温める）。
まとめ
| (ア) | 煙道の管に通すのはボイラへの給水 |
| (イ) | 給水を排ガスの余熱で温める装置＝節炭器 |
| (ウ) | 余熱を回収する相手は燃焼用空気 |
| (エ) | 燃焼用空気を温める装置＝空気予熱器 |
| 答え | (5) |
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