重油消費量は 1 000×10³ kW × 3 600 s/h ÷ (0.41 × 44 000 kJ/kg) = 3.6×10⁹ kJ/h ÷ 18 040 kJ/kg ≒ 199.6×10³ kg/h = 199.6 t/h。
令和6年度 下期 第三種電気主任技術者 電力 問15(b)
重油専焼火力発電所が出力1 000 MWで運転しており,発電端効率が41 %,重油発熱量が44 000 kJ/kgである。重油の化学成分(重量比)は炭素85 %,水素15 %,炭素の原子量は12,酸素の原子量は16とする。1日に発生する二酸化炭素の重量の値[t]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
選択肢
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炭素の重量 = 199.6 × 0.85 ≒ 169.6 t/h。
C + O₂ → CO₂ より、炭素12に対しCO₂は12+16×2 = 44なので、CO₂発生量 = 169.6 × 44/12 ≒ 622.0 t/h。
水素は燃焼して水(H₂O)になるだけで、CO₂は生じない。
1日(24 h)では 622.0 × 24 ≒ 14.9×10³ tで、最も近い選択肢は15.0×10³ t。
したがって (3) が最も近い。
各選択肢の解説
- (1)
9.5×10³
9.5×10³ tは,炭素の燃焼生成物をCO₂でなくCOとして分子量28/12を掛けると169.6×28/12×24≒9.50×10³ tとなる値。完全燃焼で求めるのはCO₂(44/12)なので誤り。
- (2)
12.8×10³
12.8×10³ tは正しい約14.9×10³ tより約14 %小さい。炭素比率0.85,CO₂とCの分子量比44/12,24 hを正しく用いる計算では得られない値であり,特定の誤算経路は断定できないため不適。
- (3)
15.0×10³
炭素169.6 t/h × 44/12 ≒ 622 t/h、これに24 hを掛けると約14.9×10³ t。最も近い選択肢は15.0×10³ tなので正しい。
- (4)
17.6×10³
17.6×10³ tは,炭素比率0.85を掛け忘れて重油全量を炭素とみなすと199.6×44/12×24≒17.56×10³ tとなる値。重油には水素が15 %含まれるため誤り。
- (5)
28.0×10³
28.0×10³ tは,正しい計算値約14.9×10³ tの約1.9倍で,大きく異なるため誤り。
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