二級ボイラー技士「燃料及び燃焼に関する知識」の出題ポイント解説

二級ボイラー技士試験の燃料及び燃焼は全40問中10問の重要分野。気体・液体・固体燃料の性質、燃焼理論、通風装置、燃焼装置（バーナ）、排ガス処理まで幅広く問われます。計算問題も含まれ、文系受験者が苦戦しがちな分野ですが、パターン化して対処可能です。

この章の重要度

10問中4問の足切りがあり、計算問題（理論空気量・空気比・熱効率）が避けられません。公式の暗記＋代入練習で計算3問中2問は取れるように準備。燃料性質・通風・バーナの用語問題で確実に6〜7問取るのが合格ラインです。

頻出トピック一覧

1. 燃料の分類と性質

気体燃料（都市ガス13A・LPG・天然ガス）：煤煙少・制御容易・高効率。液体燃料（重油A・B・C、軽油、灯油）：取扱容易・高発熱量。固体燃料（石炭・木質バイオマス）：安価・貯蔵容易だが灰処理必要。

2. 発熱量（高発熱量・低発熱量）

高発熱量（総発熱量）：燃焼で発生する水蒸気の凝縮熱も含む。低発熱量（真発熱量）：水蒸気が蒸気のまま放出される場合の発熱量。通常のボイラー計算では低発熱量を用います。

3. 理論空気量と空気比

理論空気量A₀：完全燃焼に必要な理論最小空気量。実際空気量A=m×A₀（m：空気比）。空気比：気体1.1〜1.2・液体1.1〜1.3・固体1.2〜1.8。空気比が大きいと排ガス損失増大、小さいと不完全燃焼。

4. 重油の性状と加熱

A重油（粘度低・硫黄少）・B重油・C重油（粘度高・硫黄多）。噴霧のためC重油は80〜105℃に加熱して粘度低下。引火点60℃以上、発熱量約41MJ/kg。硫黄分は低温腐食（SO₃+H₂O→H₂SO₄）の原因。

5. バーナ（燃焼装置）

液体燃料用：圧力噴霧式（油圧・蒸気噴霧・空気噴霧・回転式）。気体燃料用：予混合式・拡散式。燃料を微粒化して空気と十分混合させることが完全燃焼の鍵。ターンダウン比（調節幅）、NOx発生特性なども頻出。

6. 通風装置

自然通風（煙突のドラフトのみ）、押込通風（炉前ファンで空気押込、炉内正圧）、誘引通風（煙道でファン、炉内負圧）、平衡通風（押込+誘引、炉内大気圧）。平衡通風は排ガス漏れと空気侵入の両方を防ぎます。

7. 排ガス分析と完全燃焼

排ガス中のO₂・CO₂・CO濃度で燃焼状態診断。CO検出は不完全燃焼のサイン。CO₂濃度最大点=理論空気量に近い点で、完全燃焼かつO₂過剰最小の理想状態。

8. 燃焼の4大要件と異常燃焼

完全燃焼の要件：①適正な空気量、②燃料と空気の混合、③着火温度以上の炉温、④十分な燃焼時間（3T：Temperature・Turbulence・Time）。異常：失火・バックファイア・パルセーションなどの現象と対処。

覚え方のコツ

燃料・燃焼分野の攻略は「計算問題の公式を3つ暗記＋定性問題は用語集で反復」のハイブリッドが最適。必須公式は「空気比m=実際空気量/理論空気量」「排ガス熱損失=(排ガス温度-外気温)×比熱×排ガス量」「熱効率=発生蒸気熱量/燃料発熱量×100」の3つ。重油のA・B・Cの粘度順（A低→C高）、加熱温度（C重油80-105℃）、空気比の目安（気体1.1前後・液体1.2・石炭1.5）をセット暗記。通風は「押込=正圧・誘引=負圧・平衡=大気圧」と覚え、それぞれの長短所をペアで把握。排ガス分析の「O₂多=空気過剰・CO検出=不完全燃焼・CO₂最大=理論空気量近辺」は3点セットで覚えます。

よくあるひっかけ

燃料燃焼のひっかけ。①高発熱量と低発熱量：水蒸気の凝縮熱を含むのが高発熱量で、逆は誤り。②空気比の大小：気体<液体<固体の順で大きくなり、逆は誤り。③重油の加熱目的：粘度低下による微粒化促進、発熱量を上げるためではない。④押込通風と誘引通風：押込は炉前ファンで炉内正圧、誘引は煙道ファンで炉内負圧、混同多し。⑤低温腐食：硫黄分の多い重油で起こる、A重油（硫黄少）では起こりにくい。⑥CO₂濃度最大点：完全燃焼かつ空気比1に近い点で、空気過剰側ではない。⑦バーナの役割：燃料の微粒化・空気との混合促進で、燃料を加熱するためではない。⑧LPG：空気より重い（CO₂類似）、自然通風の燃料漏れは下方に滞留。都市ガス13A（主成分メタン）は空気より軽い点と逆。⑨熱効率計算：低発熱量基準で計算するのが一般的、高発熱量基準との取違え。