電験三種の過去問解説(電力)：2015年(平成27)問3
汽力発電所のボイラ効率(計算)
定格出力10,000kWの重油燃焼の汽力発電所がある。この発電所が30日間連続運転し、そのときの重油使用量は1,100t、送電端電力量は5,000MW・hであった。この汽力発電所のボイラ効率の値[%]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。なお、重油の発熱量は44,000kJ/kg、タービン室効率は47%、発電機効率は98%、所内率は5%とする。
(1)51 (2)77 (3)80 (4)85 (5)95
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過去問のポイント
ボイラやタービン、発電機の繋がりを図に描きながら問題を解いていくと、イメージしやすいかもしれません。
問題を解くポイント
- 燃料の使用量と発熱量からエネルギーを求める
- 燃料のエネルギーと各種効率から送電端電力量を求める
先ずは、ボイラ、タービン、発電機がどのように設けられて送電されるのか、簡単にイラストを描いてみましょう。
燃料のエネルギーが、ボイラ/タービン/発電機/所内用で損失が生じながら、発電所から出力されることがイメージできればOKです。
それでは、今回使用した燃料のエネルギーを求めてみましょう。
メモ
・使用量：\(1.1×10^6[kg]\)
・発熱量：\(44×10^3[kJ/kg]\)
燃料のエネルギーは、使用料×発熱量で求められるので、
\(燃料のエネルギー=1.1×10^6×44×10^3\)
\(=48.4×10^9[kJ]\)
\(=48.4×10^6[MJ]\)
ポイント
燃料の単位\([MJ]\)を\([MW・h]\)に変換します
\(燃料のエネルギー=\displaystyle\frac{48.4×10^6}{3600}\)
\(=13444.4[MW・h]\)
ボイラ効率の求め方
送電端電力量 = 燃料のエネルギー × ボイラ効率 × タービン室効率 ×発電機効率 × (1 - 所内率)
を利用して、ボイラ効率を求めましょう
(送電端電力量5000MW・h、タービン室効率47%、発電機効率98%、所内率5%)
\(5000=13444.4×η_B×0.47×0.98×(1-0.05)\)
\(5000=5882.866η_B\)
\(η_B=0.8499\)⇒\(85[\%]\)
したがって、(4)が正解です。