電験三種 平成21年度(2009) 電力 問15(b) 過去問解説
最大出力600[MW]の重油専焼火力発電所がある。重油の発熱量は44 000[kJ/kg]で，潜熱は無視するものとして，次の(a)及び(b)に答えよ。
(b) 最大出力で24時間運転した場合の発電端効率が40.0[%]であるとき，発生する二酸化炭素の量[t]として，最も近い値は次のうちどれか。
なお，重油の化学成分は重量比で炭素85.0[%]，水素15.0[%]，原子量は炭素12，酸素16とする。炭素の酸化反応は次のとおりである。
$\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$
- (1) $3.83 \times 10^2$
- (2) $6.83 \times 10^2$
- (3) $8.03 \times 10^2$
- (4) $9.18 \times 10^3$
- (5) $1.08 \times 10^4$
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正解は(4)
使う公式
二酸化炭素の量 $\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$ より、炭素12 kg から二酸化炭素44 kg ができる
解説
【考え方】発電量 → 燃料の熱 → 重油の量 → 炭素の量 → 二酸化炭素の量、の順にたどります。
■1 24時間の発電量を熱に直す
1 kW を1秒出すと 1 kJ です。
24時間は $24 \times 3\,600$ 秒です。
$600 \times 10^3 \times 24 \times 3\,600 = 5.184 \times 10^{10}\,\mathrm{kJ}$
■2 燃料の熱
効率が40 %なので
$\dfrac{5.184 \times 10^{10}}{0.4} = 1.296 \times 10^{11}\,\mathrm{kJ}$
■3 重油と炭素の量
重油は、熱を発熱量でわります。
$\dfrac{1.296 \times 10^{11}}{44\,000} \fallingdotseq 2.945 \times 10^6\,\mathrm{kg}$
炭素はその85 %です。
$2.945 \times 10^6 \times 0.85 \fallingdotseq 2.504 \times 10^6\,\mathrm{kg}$
■4 二酸化炭素の量
炭素12に対して、二酸化炭素は $12 + 16 \times 2 = 44$ です。
$2.504 \times 10^6 \times \dfrac{44}{12} \fallingdotseq 9.18 \times 10^6\,\mathrm{kg}$
1 t ＝ 1 000 kg なので、$9.18 \times 10^3\,\mathrm{t}$ です。
答えは(4)ピヨ。
出典：平成21年度（2009） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）電力 問15(b)