電験三種の火力熱効率

01　燃料と電気を同じエネルギー単位へ

燃料と電気を同じエネルギー単位へ

燃料消費量B[kg/h]、単位質量当たりの発熱量H[kJ/kg]なら、毎時の投入熱量はBH[kJ/h]です。発電端出力P_G[kW]は毎時3600P_G[kJ/h]に相当するので、発電端熱効率η_G＝3600P_G/(⁠B⁠H⁠)となります。

3600は効率の経験係数ではなく、1⁠時⁠間＝3600秒という換算から出ます。Bがkg/sなら同じ形で3600を掛けません。与えられた単位から、その都度分子と分母をそろえます。

02　所内率を引く基準を確認する

所内率を引く基準を確認する

発電端出力に対する所内消費電力の割合をaと定義すれば、送電端出力Pₛ＝P_G(⁠1⁠−⁠a⁠)です。同じ燃料投入・同じ発熱量基準なら送電端熱効率ηₛ＝η_G(⁠1⁠−⁠a⁠)となります。

送電端出力から発電端出力を逆算する場合はP_G＝Pₛ/(⁠1⁠−⁠a⁠)。所内率をもう一度掛けて小さくしないようにします。「⁠何⁠に⁠対⁠す⁠る⁠割⁠合⁠か⁠」が違う定義で与えられた場合は、その定義から立て直します。

03　高位発熱量と低位発熱量

高位発熱量と低位発熱量

高位発熱量と低位発熱量は、燃焼で生じる水蒸気の凝縮に伴う熱の扱いなどで基準が異なります。同じ電気出力でも、分母の発熱量が小さい低位発熱量基準の方が、計算される効率は大きくなります。

したがって、発電端か送電端かだけでなく、高位か低位かもそろえないと数値を公平に比べられません。記事や設備資料の効率だけを抜き出して暗記しないでください。

04　燃料量を逆算する前の確認

燃料量を逆算する前の確認

1. 求める出力が発電端か送電端かを明記する。
2. 所内率の分母が何かを読む。
3. 燃料量・時間・発熱量をそろえて投入熱量を求める。
4. ηは割合か百分率かを確認し、必要な量へ変形する。

よくある質問

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