第一題題目:請敘述鍋爐水循環之原理及構造。
(一) 何謂自然式循環?(6 分)
(二) 何謂強制式循環?(6 分)
第二題題目:某有機化合物96 公克由碳(C)、氫(H)及氧(O)三種元素所組成,其燃燒後,產
生72 公克的水及264 公克的二氧化碳,試回答下列各子題:(原子量:C=12,
O=16, H=1)
(一) 此有機化合物中,所含的碳量有多少公克?(4 分)
(二) 所含的氫量有多少公克?(4 分)
(三) 所含的氧量有多少公克?(4 分)
(四) 若此有機化合物的分子量為96,其分子式為何?(4 分)
參考解答
- (一) 自然式循環：利用鍋爐加熱後水與蒸汽混合物密度較低、未加熱水密度較高所形成之密度差，使水在鍋爐本體與管群間自然上升、下降循環，不需外加泵浦。
- (二) 強制式循環：以循環泵強制水在鍋爐管內流動，循環速度及流量可控制，適用於高壓、大型或特殊構造鍋爐，傳熱效率較高。
- 第二題（有機化合物燃燒）：(一) CO2 264 g含碳＝264×12/44＝72 g。(二) H2O 72 g含氫＝72×2/18＝8 g。(三) 氧＝96－72－8＝16 g。(四) 莫耳比C:H:O＝72/12:8/1:16/16＝6:8:1，實驗式C6H8O，分子量96，故分子式為C6H8O。
第三題題目:有一工廠其反應槽反應所需溫度為300°C,就職業安全衛生法風險管控概念,
考量夾套熱量輸送管設計壓力應小於5 kg/cm2 及工作者於鍋爐房作業安全,請
依鍋爐加熱於水或熱媒之溫度相對於壓力的關係與鍋爐及壓力容器安全規則
規定,回答下列問題:
(一) 考量管壓力因素下,應選擇蒸汽鍋爐或熱媒鍋爐較合適?(2 分)
(二) 請敘明選擇該鍋爐之理由。(3 分)
(三) 考量鍋爐操作人員緊急避難,依規定鍋爐房應規劃幾個出入口?(2 分)另
請說明在何情況下可設置1 個出入口。(3 分)
(四) 為符合環保法規,該鍋爐以液化石油氣為燃料,請問該燃料儲槽應距離鍋
爐外側幾公尺以上?(2 分),另請說明在何情況下可縮減距離。(3 分)
03100 鍋爐操作甲第2 頁/共3 頁(術科)
參考解答
- 第三題：(一) 應選擇熱媒鍋爐。
- (二) 反應槽需300°C，若使用蒸汽鍋爐，飽和蒸汽在300°C時壓力極高（遠超過5 kg/cm²），無法符合夾套熱量輸送管設計壓力小於5 kg/cm²之要求；熱媒鍋爐以熱媒油加熱，可在接近常壓下達到300°C，安全性較高。
- (三) 鍋爐房應規劃2個以上出入口；但鍋爐房面積未滿50 m²且經常操作人員在2人以下者，得設置1個出入口（實際仍應依鍋爐及壓力容器安全規則及消防法規辦理）。
- (四) 液化石油氣儲槽應距離鍋爐外側8公尺以上；設置不燃材料防火牆、水幕或其他防護設施者，得依規定縮減距離。
第四題題目:試回答下列問題:
(一) 試說明何謂大型鍋爐的汽鼓水位三元控制?(6 分)
(二) 若採用前導+回授+串級控制,當鍋爐負載變化時,其作用方式為何?(6
分)
(三) 正常運轉中,主控制器與次控制器名稱各為何?其設定方式為何?(4 分)
參考解答
- 第四題（汽鼓水位三元控制）：(一) 三元控制係同時取用汽鼓水位、蒸汽流量及給水流量三個訊號：以蒸汽流量作前饋，預先調整給水；以水位作回授，修正殘餘偏差；以給水流量作副迴路，快速消除給水擾動。
- (二) 前饋＋回授＋串級控制：負載變化時，蒸汽流量訊號經前饋回路改變給水指令；水位偏差經主控制器修正給水流量設定值；給水流量副控制器快速調節給水閥，維持水位穩定。
- (三) 主控制器為水位控制器（或三衝量控制器），設定值為汽鼓正常水位；次控制器為給水流量控制器，設定值由主控制器輸出決定。
第五題題目:以下有關運轉中鍋爐之燃燒監控的敘述,試填入下列句子[ ]中適當的單詞或短
語。(15 分)
(一) 鍋爐燃燒時,如果燃燒空氣量太少,容易發生不完全燃燒,嚴重情況下,
會引起[ 1 ]和[ 2 ]。另一方面,如果燃燒空氣量過多,則燃燒煙氣量增加,
導致[ 3 ]降低。所以,負載變動而增加燃燒時,應先增加[ 4 ]的數值,減
少燃燒時,先減少[ 5 ]的數值。
(二) 燃燒空氣量是否合適,可根據燃燒狀態和煙氣顏色粗略判斷,但仍然有必
要使用:[ 6 ]、[ 7 ]、[ 8 ]等測量儀器進行監控。
(三) 在選擇燃油燃燒器時,如果[ 9 ]不合適,火焰可能會撞擊到水管鍋爐的傳
熱面或爐壁。如果火焰碰觸到傳熱面,就可能會發生燃燒障害,導致[ 10 ]
會粘附在水管上,產生[ 11 ]。此外,火焰撞擊也會導致傳熱面異常[ 12 ],
結果造成水牆管[ 13 ]和[ 14 ]的災害。
(四) 燃燒良好的燃油火焰,呈現[ 15 ]色,通常是溫和漂浮的狀態,不會與傳熱
面或爐壁發生碰撞。
03100 鍋爐操作甲第3 頁/共3 頁(術科)
參考解答
- 第五題（燃燒監控填空）：(1) 一氧化碳（CO）；(2) 黑煙（煙塵）；(3) 燃燒效率；(4) 空氣量；(5) 燃料量；(6) 氧氣分析儀；(7) 二氧化碳分析儀；(8) 一氧化碳分析儀；(9) 火焰形狀（燃燒器噴霧角度）；(10) 煙灰（積碳）；(11) 高溫腐蝕；(12) 過熱；(13) 破裂；(14) 變形；(15) 橙黃色。
- 部分空格可能依命題用語有不同表述，仍以官方試題及評分標準為準。
第六題題目:試回答下列問題:
(一) 請說明鍋爐節煤器有哪些功能?(請列舉4 項,8 分)
(二) 為了改善鍋爐整體效率,擬增加既有節煤器的傳熱面積時,將對鍋爐通風
系統、煙氣與煙道設備的可能影響。(請列舉2 項,6 分)
參考解答
- 第六題（節煤器）：(一) 功能4項：1. 利用排煙餘熱加熱給水，提高鍋爐效率；2. 降低排煙溫度，減少熱損失；3. 減少燃料消耗；4. 改善燃燒及環保排放。
- (二) 增加傳熱面積可能影響：1. 煙道阻力增加，通風系統負壓不足或引風機負荷增加；2. 排煙溫度過低，可能低於酸露點造成低溫腐蝕；3. 煙道積灰、磨損加劇；4. 鍋爐整體布置及基礎載重需重新檢討。
第七題題目:試說明鍋爐除塵裝置中,袋式集塵器的主要功能運作(4 分)及優點為何?(優
點請列舉4 項並說明,8 分)
參考解答
- 第七題（袋式集塵器）：主要功能運作：含塵煙氣進入濾袋，粉塵被濾袋表面截留，形成濾餅；潔淨氣體穿過濾袋排出；以脈衝空氣或機械振動方式清除濾袋積灰，落入灰斗排出。
- 優點4項：1. 除塵效率高，可捕集細微粉塵；2. 排放濃度低，符合環保標準；3. 適用範圍廣，可處理不同煙氣量；4. 操作維護簡單、可自動控制；5. 乾式收集，粉塵可回收利用。