第11章 附属設備 過熱器・節炭器・空気予熱器
蒸気をさらに熱くする過熱器と、捨てる排ガスの熱を拾う節炭器・空気予熱器のしくみと注意点。
1. 附属設備は「熱をもう一度使う」道具
燃料を燃やした熱のうち、煙突から出ていく排ガスが持ち去る熱は大きな損失です。附属設備は、この熱をできるだけ拾って使う道具です。
燃焼ガスが流れるおおまかな順番は、ふつう次のようになります。
燃焼室 →（蒸発する部分・過熱器）→ 節炭器 → 空気予熱器 → 煙突
・過熱器 … 蒸気をさらに熱くする
・節炭器（エコノマイザ） … ボイラーに入る給水を温める
・空気予熱器 … バーナに送る燃焼用空気を温める
何を温めるか（蒸気・給水・空気）で覚えると、まぎれません。
2. 過熱器（スーパーヒータ）
過熱器は、ボイラーでできた飽和蒸気を、さらに加熱して過熱蒸気にする装置です。過熱蒸気は、同じ圧力の飽和蒸気より温度が高く、管の中で水滴になりにくいので、タービンなどに使われます。
・おもに放射熱を受けるもの（放射形）と、おもに燃焼ガスの流れで温められるもの（対流形）がある（ボイラー構造規格 第1条第2項には「放射過熱器」の文言がある）
・過熱器の中は蒸気なので、水より熱を運び去りにくく、管が焼損しやすい
決まり
・過熱器の出口付近に安全弁（構造規格 第63条）、過熱器用安全弁は胴の安全弁より先に作動（ボイラー則 第28条）
・過熱器の出口付近の蒸気の温度を示す温度計（構造規格 第68条）
・過熱器にはドレン抜き（第77条第3項）
3. 節炭器（エコノマイザ）
節炭器は、排ガスの熱で給水を予熱する装置です。名前は「炭（燃料）を節約する」から来ています。
よい点
・ボイラー効率が上がり、燃料が節約できる
・温かい水が入るので、胴などに生じる温度差（熱応力）が小さくなる
注意点
・排ガスの通り道に置くので、通風抵抗が増える
・排ガスの温度が下がりすぎると、燃料の硫黄分からできる硫酸の蒸気が結露して管を傷める低温腐食が起きやすい（とくに硫黄分を含む重油を燃やすとき）
・たき始めなどで中の水が流れないと、節炭器の中で水が蒸発したり管が過熱したりするおそれがあるので、水の流れに注意する
4. 空気予熱器
空気予熱器は、排ガスの熱で燃焼用空気を予熱する装置です。
よい点
・ボイラー効率が上がる
・温かい空気で燃料がよく燃え、燃焼状態がよくなる（水分の多い燃料や質の低い燃料でも燃えやすい）
注意点
・炉の中の温度が上がるので、窒素酸化物（NOx）ができやすくなる
・通風抵抗が増える
・排ガスの出口側の温度が下がりすぎると、低温腐食が起きる
種類
・熱交換式（伝導式） … 鋼管や鋼板の壁ごしに、排ガスから空気へ熱を伝える（鋼管形・鋼板形）。蒸気で温める蒸気式もある
・再生式 … 金属の板（エレメント）を回転させ、排ガス側で温めた板を空気側へ移して熱を渡す（ユングストローム式など）
POINT
5. ここだけは覚える
・過熱器＝蒸気、節炭器＝給水、空気予熱器＝燃焼用空気を温める
・過熱器は飽和蒸気→過熱蒸気。出口付近に安全弁（胴より先に作動）・温度計、ドレン抜き
・節炭器・空気予熱器はボイラー効率を上げるが、通風抵抗が増え、低温腐食に注意
・空気予熱器は燃焼をよくするが、NOxは増えやすい
・空気予熱器には熱交換式と再生式がある