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換算蒸発量（相当蒸発量）とボイラー効率は、ボイラーの性能を数値で表す指標です。二級ボイラー技士試験の「ボイラーの構造に関する知識」科目では、計算式の意味と計算例が出題されます。式の意味を理解すれば、数値を代入するだけで解ける問題がほとんどです。
換算蒸発量（相当蒸発量）とは
実際のボイラーは給水温度・蒸気圧力・蒸気の状態（飽和・過熱）が機種によって異なります。性能を公平に比較するため、すべて「標準状態」に換算した蒸発量が換算蒸発量（相当蒸発量）です。
標準状態の定義：給水温度 100 ℃、圧力 101.3 kPa（大気圧）、乾き飽和蒸気を発生させる条件。この標準状態での蒸発潜熱（水 1 kg を蒸気にするのに必要な熱量）は 2,257 kJ/kg（≒ 539 kcal/kg）です。
換算蒸発量の計算式
換算蒸発量 Ge（kg/h）は次の式で求めます。
Ge = G × (h2 − h1) ÷ 2,257
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| G | 実際の蒸発量（ボイラーが実際に発生した蒸気の質量流量） | kg/h |
| h₂ | 発生蒸気の比エンタルピ（飽和蒸気または過熱蒸気） | kJ/kg |
| h₁ | 給水の比エンタルピ（給水温度に対応） | kJ/kg |
| 2,257 | 100℃・大気圧における蒸発潜熱（標準蒸発潜熱） | kJ/kg |
計算例 1
実際蒸発量 500 kg/h、発生蒸気の比エンタルピ 2,748 kJ/kg、給水の比エンタルピ 105 kJ/kg のとき、換算蒸発量を求めよ。
Ge = 500 × (2,748 − 105) ÷ 2,257
= 500 × 2,643 ÷ 2,257
= 1,321,500 ÷ 2,257
≒ 585 kg/h
計算例 2
実際蒸発量 200 kg/h、h₂ = 2,675 kJ/kg、h₁ = 84 kJ/kg のとき。
Ge = 200 × (2,675 − 84) ÷ 2,257
= 200 × 2,591 ÷ 2,257
≒ 229.6 kg/h
ボイラー効率の計算式
ボイラー効率 η は、燃料の発熱量のうち実際にボイラー水に渡った熱量の割合です。
η（%）= G × (h2 − h1) ÷ (B × HL) × 100
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| G | 実際の蒸発量 | kg/h |
| h₂ − h₁ | 蒸気と給水の比エンタルピ差（水に与えた熱量） | kJ/kg |
| B | 燃料使用量 | kg/h または m³/h |
| H_L | 燃料の低発熱量（真発熱量） | kJ/kg または kJ/m³ |
計算例 3
実際蒸発量 800 kg/h、h₂ − h₁ = 2,500 kJ/kg、重油使用量 55 kg/h、重油の低発熱量 41,860 kJ/kg のとき、ボイラー効率を求めよ。
η = 800 × 2,500 ÷ (55 × 41,860) × 100
= 2,000,000 ÷ 2,302,300 × 100
≒ 86.9 %
換算蒸発量とボイラー効率の関係
換算蒸発量を使ってボイラー効率を表すこともできます。
η（%）= Ge × 2,257 ÷ (B × HL) × 100
Ge × 2,257 が「水に与えた実際の熱量」と同じになるため、この変換が成立します。
試験で押さえるポイント
- 換算蒸発量の式の 2,257 kJ/kg は「100℃の蒸発潜熱」。この数値を覚える
- h₂ は「発生蒸気のエンタルピ」、h₁ は「給水のエンタルピ」。引き算の順番を間違えない（h₂ − h₁ で必ず正の値）
- ボイラー効率の式の分母は「燃料使用量 × 低発熱量」（高発熱量ではない）
- 換算蒸発量は実際の蒸発量より大きくなる場合も小さくなる場合もある（h₂ − h₁ の値による）
この記事のまとめ
- 換算蒸発量 = 実際蒸発量 × (h₂ − h₁) ÷ 2,257。2,257 は 100℃の蒸発潜熱（kJ/kg）
- ボイラー効率 = 水に与えた熱量 ÷ 燃料の発熱量 × 100。低発熱量を使う
- 計算問題は式に数値を代入するだけ。単位（kg/h と kJ/kg）を揃えれば解ける
出典：ボイラー及び圧力容器安全規則（e-Gov法令検索）・ボイラー構造規格（昭和47年労働省告示第33号）・安全衛生技術試験協会 公表試験問題
作成：fufumumu_design｜更新：2026年11月
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