Master's Thesis

Grate Wood Chips and RDF Boiler

Final Thesis 4.7 MB Appendix 405.55 kB

Author of thesis: Ing. Ondřej Peichl

Acad. year: 2024/2025

Supervisor: Ing. Martin Lisý, Ph.D.

Reviewer: Ing. Pavel Křemínský

Abstract:

The thesis focuses on the design of a grate steam boiler with an output of 40 t/h designed to combust a mixture of wood chips and waste (RDF) in a 60/40% ratio. The proposed parameters of superheated steam at the outlet are: temperature 435 °C and pressure 4,2 MPa, while the feedwater temperature is set at 105 °C. The introductory part of the thesis includes stoichiometric calculation of the boiler and determination of its efficiency by indirect method. This is followed by a detailed thermal calculation of the individual passes and heat transfer surfaces of the boiler. The appendix of the thesis contains a dimensional design of the boiler including basic drawings and layout. The final part of the thesis is devoted to the evaluation and control of the overall heat balance of the boiler, determination of pressure losses on the flue gas and medium side and assessment of the risk of low and high temperature corrosion.

Keywords:

Steam boiler, grate boiler, combustion of mixture, combustion of wood chips, combustion of waste (RDF), stoichiometric calculation of boiler, boiler efficiency, thermal calculation of boiler, dimensional design of boiler, pressure losses, corrosion assessment

Date of defence

10.06.2025

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student odprezentoval obsah své diplomové práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny tyto doplňující otázky: jaká opatření byste použil pro snížení rizika koroze. Vysvětlete řazení přehříváků. Zamyslete se, jestli by se daly upravit palivové cesty, tak aby se snížila poloha násypky vůči zemi. Otázky byly zodpovězeny.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Energy Institute

Study programme

Power and Thermo-fluid Engineering (N-ETI-P)

Specialization

Power Engineering (ENI)

Composition of Committee

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D. (předseda)
Ing. Pavel Milčák, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Alojz Boko (člen)
Ing. Pavel Křemínský (člen)
prof. Ing. Jan Hrdlička, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Martin Lisý, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá návrhem parního kotle o výkonu 40 t/h pro spalování dřevní štěpky a odpadů. Práce je dobře a logicky strukturována. V první části je vhodně zvolená koncepce a kotle, definice všech palivových vlastností a stechiometrické výpočty. Dále navazuje tepelná bilance, bilance a návrh jednotlivých ploch kotle a návrh spalovací komory, poslední část obsahuje výpočet tlakových ztrát. Práce neobsahuje zásadní nedostatky, také po grafické, jazykové a formální stránce je na kvalitní úrovni. Veškeré kroky, postupy a výpočty jsou velmi dobře okomentovány a zdůvodněny. Svým rozsahem práce překračuje požadavky kladené na tento typ závěřečné práce. Při realizaci práce postupoval student samostatně, prokázal schopnost aplikovat získané teoretické poznatky do praxe, po získání dalších zkušeností má předpoklady stát se kvalitním odborníkem pro energetickou praxi. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou A/výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Pavel Křemínský

Cílem diplomové práce byl návrh parního kotle na spalování kombinace paliv biomasy a RDF. Student se v úvodu podrobně zabývá problematikou spalování odpadů a biomasy a celkově využitím obou surovin. V rámci návrhu kotle byla zvážena možná rizika, která hrozí při provozu tohoto zařízení a následně navržena opatření, která byla jasně vysvětlena nad rámec zadání. Výkres kotle je přehledný, obsahuje všechny náležitosti a je bez připomínek. Chválím se zapracováním části dopravy směsi paliv do kotle. Všechny cíle diplomové práce byly splněny. Proto práci nelze hodnotit jinak než známkou výborně, tedy A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. 1. Na úvodu práce je zmiňována adaptace uhelných elektráren na spalování odpadů a biomasy. Jak by tato transformace měla probíhat? Je možné využít stávající zařízení?
  2. 2. Jaký by byl rozdíl v dávkování paliva, pokud by byl kotel navržen pouze na 100 % spalování biomasy?
  3. 3. Popište způsoby redukce NOx
  4. 4. Ekonomizér č.1 je umístěn za filtrací spalin. Co je myšleno tímto zařízením?
  5. 5. Jakými způsoby lze předejít nízkoteplotní korozi?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová