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Beedy Academy · 計算ツール

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)

公式η = S × (hg − hfw) ÷ (F × PC) × 100  ·  hfw ≈ 4.19 × Tfw
t/h
°C
kg/h
MJ/kg
蒸気への伝熱量—MW
燃料投入熱量—MW
ボイラ効率 (η)—%

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

公式ṁ = Q × 3600 ÷ hfg
kW
蒸気流量 (ṁ)—kg/h
蒸発潜熱 (hfg)—kJ/kg
飽和温度—°C

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

公式x = (hf1 − hf2) ÷ hfg2  ·  ṁflash = x × ṁ
kg/h
フラッシュ率 (x)—%
フラッシュ蒸気量—kg/h

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

公式N = Cb ÷ Cfw  ·  BD = S × Cfw ÷ (Cb − Cfw)  ·  FW = S + BD
µS/cm
µS/cm
t/h
濃縮倍数 (N)—×
ブロー率(給水比 %)—%
ブロー量 (BD)—t/h
給水量 (FW)—t/h

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

公式R = C ÷ S × 100  ·  MU = S − C  ·  Tmix = (C × Tc + MU × Tmu) ÷ S
t/h
t/h
°C
°C
回収率 (R)—%
補給水量 (MU)—t/h
混合水温度 (Tmix)—°C

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

公式ΔT = Th − Tc  ·  A = Tc − Twb  ·  η = ΔT ÷ (ΔT + A) × 100  ·  E ≈ 0.00153 × Q × ΔT  ·  P = Q ÷ 3.6 × 4.18 × ΔT
m³/h
°C
°C
°C
レンジ (ΔT)—K
アプローチ (A)—K
冷却塔効率 (η)—%
蒸発損失 (E)—m³/h
放熱量 (P)—kW

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

公式N = Cc ÷ Cmu  ·  B = E ÷ (N − 1)  ·  M = E + B
m³/h
µS/cm
µS/cm
濃縮倍数 (N)—×
ブロー + 飛散 (B)—m³/h
補給水量 (M)—m³/h

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

公式Ph = ρ × g × Q × H ÷ 3600 ÷ 1000  ·  Pa = Ph ÷ ηp  ·  Pe = Pa ÷ ηm
m³/h
m
%
%
h/yr
水動力 (Ph)—kW
軸動力 (Pa)—kW
電力 (Pe)—kW
年間電力量—kWh/年

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)

公式P = F × 発熱量 ÷ 3600  ·  E = F × 24 × LHV ÷ 1000
kg/h
低位発熱量基準の熱量—MW
高位発熱量基準の熱量—MW
1 日あたりの熱量(低位)—GJ/d

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

公式E = m × NCV  ·  CO₂ = E × EF ÷ 10⁶
t
熱量(低位)—GJ
CO₂ 排出量—t CO₂
燃料 1 t あたり CO₂—t CO₂/t

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

公式η = P ÷ (F × LHV ÷ 3.6) × 100  ·  HR = 3600 ÷ η × 100
kg/h
MJ/kg
kW
燃料投入熱量—MW
熱効率 (η)—%
熱消費率 (HR)—kJ/kWh
熱消費率 (HR)—Btu/kWh

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

公式ṁ = Cd × A × P₀ × √(k ÷ (R × T)) × (2 ÷ (k + 1))(k + 1) ÷ (2(k − 1))  ·  Q = ṁ ÷ ρair  ·  P = Q × SP
mm
bar(g)
kW/(m³/min)
h/yr
漏れ量(大気換算、Q)—m³/min
漏れ量(大気換算、Q)—L/s
損失動力 (P)—kW
年間損失電力量—kWh/年

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

公式L = T ÷ (T + t) × 100  ·  QL = C × L ÷ 100  ·  PL = Pc × L ÷ 100
s
s
m³/min
kW
h/yr
漏れ率 (L)—%
漏れ量 (QL)—m³/min
損失動力 (PL)—kW
年間損失電力量—kWh/年

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

公式V = t × (Cd − Cs) × Pa ÷ (P₁ − P₂)  ·  Pa = 1.013 bar
m³/min
m³/min
min
bar(g)
bar(g)
必要タンク容量 (V)—m³
空気不足量—m³/min

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。