第一題題目:與鍋爐操作有關的環境保護對策的敘述中,請依照下列說明,於(號碼)內填
入適當的語詞,以符合題意要求。(15 分)
註:編號6、7、10於不同空格位置但屬相同答案
(一) 鍋爐燃料因含硫份,燃燒後產生的一部分SO2會因過剩氧氣而形成( 1 ),
而煙氣中的NO 被大氣中的O2氧化成( 2 )。最終,它們與大氣中的( 3 )
反應成為( 4 )和( 5 ),並以酸霧或酸雨的形式落下,嚴重影響了生態
系統。
(二) 由於燃料燃燒引起的高溫反應中,通過諸如燃料分子的分解,脫氫、縮合
和聚合的反應形成( 6 )。此( 6 )大部分在燃燒室中燃燒成( 7 ),但是
如果氧氣供應不足或燃燒溫度低,燃燒將無法完全,並且會變成煙塵。煙
塵傾向與( 8 ) 有關,如前述比率較高的燃料,更容易產生煙塵的傾向,
並且隨著燃料的( 9 )而增加,此傾向將增大。
(三) 接受來自太陽的光和熱使地球表面變暖,同時地球表面產生的部分熱量以
( 10 )的形式散發到太空中,形成平衡狀態,使地球表面的溫度保持在( 11 )
範圍。大氣中的( 7 )、( 12 )及N2O 等會吸收特定波長的( 10 ),因此可
以防止熱量從地球表面輻射出去。這現象稱為( 13 )效應。因此,如果( 7 )
的排放超過限值,溫度將會升高,使得冰山被融化,低窪地區將面臨被淹
沒的危險。而( 7 )在植物的生長過程中被( 14 )所吸收,但會被植物來源
的生質燃料燃燒所排放的( 7 )所抵消,並不影響 ( 7 )的增減。這個現
象稱為( 15 )。
03100 鍋爐操作甲第2 頁/共3 頁(術科)
參考解答
- （一）(1) SO3（三氧化硫）；(2) NO2（二氧化氮）；(3) H2O（水氣）；(4) H2SO4（硫酸）；(5) HNO3（硝酸）。
- （二）(6) 碳粒（未燃碳）；(7) CO2（二氧化碳）；(8) 碳氫比（C/H 比）；(9) 黏度（或分子量）。
- （三）(10) 紅外線；(11) 約15°C；(12) CH4（甲烷）；(13) 溫室；(14) 光合作用；(15) 碳中和。
- 說明：本題為填空題，部分空格（如第9格）可能依命題用語有不同表述，仍應以官方試題及評分標準為準。
第二題題目:某一蒸汽鍋爐係以甲烷(CH4)為燃料,空氣比為1.1,設氧氣佔空氣重量比為
23.2%,則每公斤甲烷燃燒時:(原子量:C=12, O=16, H=1)
(一) 理論上產生之CO2 量有多少Kg?(3 分)
(二) 理論上產生之H2O 量有多少Kg?(3 分)
(三) 所需的理論氧氣量為多少Kg?(3 分)
(四) 所需的理論空氣量為多少Kg?(3 分)
(五) 產生的過剩空氣量為多少Kg?(3 分)
第三題題目:依鍋爐及壓力容器安全規則第16 條第1 項第4 款及第9 款規定,雇主應使鍋爐
操作人員實施事項,包括保持壓力表之機能正常。發現鍋爐有異狀時,應即採
取必要措施。
某君擔任鍋爐操作人員,發現壓力表機能異常,現象包括:
1. 壓力表之指針突然跌低,不能指示汽壓;
2. 壓力表之指針震動,且所指示汽壓甚高,然安全閥並未作動;
3. 同一設備有2 個以上壓力表,壓力指示不一致且差異甚大。
試說明上述3 種壓力表機能異常之可能原因,及處理方式。(15 分)
參考解答
- 第二題（甲烷燃燒計算，CH4＋2O2→CO2＋2H2O）：
- （一）CO2 量＝(1000/16)×44＝2,750 g＝2.75 kg。
- （二）H2O 量＝(1000/16)×2×18＝2,250 g＝2.25 kg。
- （三）理論氧氣量＝(1000/16)×2×32＝4,000 g＝4.00 kg。
- （四）理論空氣量＝4.00÷0.232＝17.24 kg。
- （五）過剩空氣量＝17.24×0.1＝1.72 kg（實際空氣量為18.97 kg）。
- 第三題（壓力表機能異常）：
- 1. 指針突然跌低、不能指示汽壓：可能為壓力表連接管堵塞或洩漏、表閥未開、指針鬆脫、彈簧管破裂或表內積水。處理：關閉表閥、洩壓後拆檢或更換壓力表，吹通連管、確認表閥開啟，並以標準表比對。
- 2. 指針震動且指示甚高、安全閥未作動：可能為壓力表損壞或卡住、連管堵塞使壓力傳遞異常、安全閥設定錯誤或卡死。處理：以標準壓力表比對、檢查安全閥設定及作動情形，必要時手動洩壓並停爐檢修。
- 3. 二個以上壓力表指示不一致：可能為表未校正、連管堵塞或洩漏、安裝位置不同或表損壞。處理：逐一關閉表閥拆校，以標準表比對，檢查連管並更換不良壓力表。
第四題題目:鍋爐自動控制裝置中,請列舉5 組控制量(限值)及其相對應操作量(參數)。
(12 分)
第五題題目:下圖為鍋爐運轉過程中,燃料流量和空氣流量並行量測(Parallel Metering)控
制邏輯,試回答下列問題:
03100 鍋爐操作甲第3 頁/共3 頁(術科)
(一) 該並行量測控制邏輯又另稱為何?(2 分)
(二) 圖中
及
邏輯名稱各為何?(2 分)
(三) 試分別說明提高鍋爐負載或調降鍋爐負載時,該控制邏輯如何運作?(10
分)
(四) 試說明圖中煙氧量控制器的作用?(3 分)
第六題題目:何謂串級控制 (Cascade Control)?(8 分)應用在鍋爐的控制上,有那三種典型
組合?(6 分)試舉一例。(2 分)
參考解答
- 第四題（控制量與操作量，列舉5組）：1. 蒸汽壓力→燃料流量；2. 蒸汽溫度→減溫水流量；3. 鍋爐水位→給水流量；4. 爐膛負壓→引風機擋板開度；5. 煙氣含氧量→送風量（空氣流量）。
- 第五題（並行量測控制）：(一) 又稱比值控制（Ratio Control），採交叉限制（Cross-Limiting）邏輯。(二) 圖中邏輯一般為高值選擇器（High Select）及低值選擇器（Low Select）。(三) 提高負載時，空氣流量指令先增加，燃料流量隨後增加；調降負載時，燃料流量先減少，空氣流量隨後減少，以避免缺氧燃燒或過剩空氣過大。(四) 煙氧量控制器依煙氣含氧量修正空氣／燃料比，維持適當過剩空氣，提高燃燒效率並減少污染排放。
- 第六題（串級控制）：串級控制係由主控制器輸出作為副控制器之設定值，副迴路快速消除局部干擾，主迴路維持主要變數穩定。鍋爐三種典型組合：1. 蒸汽壓力（主）→燃料流量（副）；2. 蒸汽溫度（主）→減溫水流量（副）；3. 鍋爐水位（主）→給水流量（副）。例：蒸汽壓力變動時，壓力主控制器改變燃料流量設定值，燃料流量副控制器快速調節燃料閥。
第七題題目:試回答下列問題:
(一) 請問水位警報器有幾種型式並簡述其原理?(6 分)
(二) 請闡述當鍋爐發生高水位與低水位時會有什麼影響。(4 分)
參考解答
- 第七題（水位警報器）：(一) 常見型式：1. 電極式（利用水導電，電極碰水導通）；2. 浮球式（浮球隨水位升降帶動開關）；3. 差壓式（以水位差轉換差壓）；4. 電容式（以電容變化感測）；5. 超音波式（以聲波反射測距）；6. 光電式（以光遮斷感測）。
- (二) 高水位影響：蒸汽帶水、蒸汽品質下降、過熱器結垢及腐蝕、水錘、效率降低，嚴重時損壞汽輪機。低水位影響：爐管過熱、傳熱面損壞、爆管、被迫停爐，甚至造成重大事故。
- 水位警報器應定期測試，確認高低水位警報及連鎖停爐功能正常。