第三種電気主任技術者・2009年度・電力

2009年度 電力 問15(b)

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44000〔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。

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。
C+O2→CO2 C + O_{2} \rightarrow CO_{2}

出典:第三種電気主任技術者 2009年度 電力 問15(b)

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正答:(4)

要点

正解は(4)。出力 P=600P = 600 MW、時間 t=24t = 24 h。発電電力量 W=600×24=14400W = 600 \times 24 = 14400 MWh。

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出力 P=600P = 600 MW、時間 t=24t = 24 h。
発電電力量 W=600×24=14400W = 600 \times 24 = 14400 MWh。
必要投入熱量 QinQ_{in} は、効率 η=0.40\eta = 0.40 より、
Qin=14400×103×36000.4=1.296×1011 kJ Q_{in} = \dfrac{14400 \times 10^3 \times 3600}{0.4} = 1.296 \times 10^{11} \, \text{kJ}
必要燃料消費量 MfuelM_{fuel} は、
Mfuel=1.296×101144000≈2.945×106 kg=2945 t M_{fuel} = \dfrac{1.296 \times 10^{11}}{44000} \approx 2.945 \times 10^6 \, \text{kg} = 2945 \, \text{t}
燃料中の炭素量 MCM_C は、炭素含有率 85% より、
MC=2945×0.85=2503.25 t M_C = 2945 \times 0.85 = 2503.25 \, \text{t}
二酸化炭素 CO2CO_2 の生成反応 C+O2→CO2C + O_2 \rightarrow CO_2 において、原子量は C=12, O=16, 分子量は CO2=44CO_2 = 44。
したがって、炭素 1t から生成される CO2CO_2 は 44/1244/12 t である。
MCO2=2503.25×4412≈9178.6 t M_{CO2} = 2503.25 \times \dfrac{44}{12} \approx 9178.6 \, \text{t}
指数表記で 9.18×1039.18 \times 10^3 t となる。

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