動力・蒸気・ユーティリティの無料計算ツール
ボイラ室とユーティリティの 14 の計算:ボイラ、蒸気、冷却塔、燃料、CO₂、圧縮空気。各ツールに公式と練習問題があります。
ボイラと蒸気
ボイラ効率(入出熱法)
乾き飽和蒸気、ブロー無視。基準を明記:高位発熱量(天然ガス ≈ 80〜85 %)か低位発熱量(≈ 88〜93 %)。
熱負荷からの蒸気量
乾き飽和蒸気が全量凝縮し、ドレンは飽和状態で出ると仮定。損失と立上げ用に 5〜10 % を加えます。
ドレンのフラッシュ蒸気
P₁ で飽和ドレンと仮定。この低圧蒸気はベントで捨てずに回収できます(脱気器・加熱)。
缶水ブローと濃縮倍数
TDS や塩化物でも使えます(両側で同じ単位)。一般的なブロー率は給水の 1〜8 %。メーカーの缶水基準を守ります。
復水回収と補給水
簡易収支(ブローと脱気器蒸気は無視)。回収率を 1 ポイント上げるごとに処理水・薬品・燃料が節約できます。
冷却水とポンプ
冷却塔:レンジ・アプローチ・蒸発量
E ≈ 0.00085 × gpm × °F、すなわち 0.00153 × Q × ΔT(m³/h・°C、熱の約 85 % が蒸発で放出)。一般的なアプローチ:3〜6 °C。
冷却塔:濃縮倍数・ブロー・補給水
補給水とピット水で導電率(または塩化物・シリカ)を測ります。濃縮倍数を 3 から 6 に上げると補給水が大きく減り、上限はスケールで決まります。
ポンプ動力
水 ρ = 1000 kg/m³、g = 9.81 m/s² で計算。他の液体は比重を掛けます。最高効率点から離れた運転はエネルギーの無駄です。
燃料・効率・CO₂
燃料の熱量(低位・高位発熱量)
代表値 (MJ/kg、低位 / 高位):天然ガス 47.1 / 52.2、プロパン 46.6 / 50.2、軽油 42.8 / 45.8、重油 39.5 / 42.2、石炭 22.7 / 24.0、水素 120.0 / 141.9。供給者の分析値があればそれを使います。
燃料燃焼による CO₂
IPCC 2006 デフォルト値(第 2 巻 表 1.2・1.4)、完全酸化。公式報告には実測の低位発熱量と炭素含有率を使います。天然ガスは約 0.7〜0.8 kg/Sm³。
熱消費率と熱効率
低位発熱量基準の目安:エンジン・単純サイクルガスタービン 30〜42 %、コンバインドサイクル 50〜60 %。熱消費率は低いほど良好。1 kJ = 0.9478 Btu。
圧縮空気
圧縮空気の漏れ:流量とエネルギー
理想気体のチョーク流れ(k = 1.4、空気 20 °C)、約 1 bar(g) 以上で有効。鋭角の穴は Cd ≈ 0.61、丸い穴は最大 0.97。大気換算は 20 °C・1.013 bar。
ロード / アンロード時間による漏れ試験
使用ゼロ(工場停止中)で複数サイクル測定します。管理の良い配管は 10 % 未満、20〜30 % もよくあります。アンロード動力は無視。
空気タンク容量
流量は大気換算。タンクが補えるのは短いピークだけです。不足が続くならタンクではなくコンプレッサ能力を増やします。
学習・確認用のツールです。示した範囲は一般的な目安です。必ず自施設の手順・許可・設定値に従ってください。データは送信されません。計算はブラウザ内で行われます。