Master's Thesis

Process design and balance calculations for a natural gas steam boiler

Final Thesis 3.16 MB Appendix 11.64 MB

Author of thesis: Ing. Artuš Procházka

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Reviewer: Ing. Pavel Milčák, Ph.D.

Abstract:

Object of this thesis is conceptual desing of boiler room producing saturated steam for steam autoclaves. Thesis is going to be consisted of choosing the right steam boiler, calculation for determining medium flows in separate sections of boiler room and economic evaluation of different optimalization variants.

Keywords:

Autoclave, saturated steam, boiler room

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaDznamka

Grading

D

Process of defence

Student odprezentoval obsah své diplomové práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny následující doplňující otázky. Pan Ing. Boko se ptá na spalinovou cestu, zda teplota stačí na vytažení z komínu. Student na otázku odpověděl. Pan profesor Hrdlička se ptá k navýšení účinnosti oběhu a na ohřev doplňované vody na 68 °C? Nevyšlo by lépe vyměnit spalinový ventilátor než výměna hořáku? Otázky byly téměř zodpovězeny. Pan doktor Milčák se ptá k hodnotám vypočteného výkonu v páře a k odstrojení kotle. Dotazy byly téměř zodpovězeny. Otázka od oponenta číslo 5, vysvětlete použití zpětné klapky. Otázky byly zodpovězeny.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

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
doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá procesním návrhem a bilančními výpočty parního kotle na zemní plyn. Student splnil základní cíle zadání, avšak úroveň jejich zpracování je nevyvážená. Zatímco teoretické části a popis komponent kotelny jsou zpracovány velmi podrobně, klíčové části zaměřené na optimalizaci a ekonomické hodnocení jsou zpracovány pouze stručně a neodpovídají významu, který mají v zadání práce.

Výpočtová část je místy nepřehledná, některé veličiny nejsou dostatečně vyčísleny a použitý postup není vždy jednoznačně dohledatelný nebo zdůvodněný. Objevují se rovněž faktické, formální a jazykové nedostatky. Práce by si zasloužila důslednější kontrolu a hlubší diskusi dosažených výsledků.

Z pohledu vedení práce je nutné uvést, že student během zpracování diplomové práce prakticky nevyužíval možností konzultací a kompletní práci předložil vedoucímu až několik dní před termínem odevzdání. Nebyl tak vytvořen dostatečný prostor pro průběžnou kontrolu, připomínkování a odstranění zjištěných nedostatků. Přes uvedené výhrady práce splňuje minimální požadavky kladené na diplomovou práci a doporučuji ji k obhajobě. Práci hodnotím známkou C - dobře.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment C
Working process, extent and suitability of applied methods D
Scholarly contribution and originality C
Ability to interpret achieved results and draw conclusions C
Applicability of results in practice or theory C
Logical arrangement of thesis and its layout D
Grafic layout, used style and language level C
Work with used sources including quotations B
Student's independence when working on the topic C

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Pavel Milčák, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá procesním návrhem a bilančními výpočty parního kotle na zemní plyn. Diplomová práce je rozdělena do devíti kapitol, na které navazuje výkresová dokumentace. Z hlediska rozsahu a obsahu kapitol v návaznosti na cíle práce lze konstatovat, že kapitoly jsou velmi nevyvážené. Dva poslední cíle práce, optimalizace a ekonomika jsou zpracovány pouze na šesti stranách z šedesáti. Student velmi důkladně popsal komponenty kotelny, ale důležité body práce velmi zjednodušil. U základní bilance kotelny bych očekával i lepší koncepční volbu zdroje páry pro autoklávy. Je navržen pouze jeden kotel bez zálohy.     
Výpočty jsou velmi nepřehledné, mnohdy chybí vyčíslení veličin a není možné posoudit jejich korektnost. U výpočtů jsou uvažovány různé účinnosti, jednou se uvažuje výhřevnost podruhé spalné teplo, bez vysvětlení kontextu.
Abstrakt práce neodpovídá zcela věcné náplni práce - ekonomické posouzení více variant je provedeno velmi zjednodušeně. Práce obsahuje mnoho výpočtových, faktických nesrovanlostí (viz. otázky oponenta), gramatických a formálních chyb a nedostatků (např. v prohlášení je uvedena "bakalářská práce", v PID nejsou vysvětleny všechny symboly, špatně čitelné důležité obrázky, chybějící seznam symbolů a zktratek, rovnice nejsou číslovány, Obr. 23 - chybí popisy vztahující se k bilanci). 
Pro úplné splnění cílů optimalizace a ekonomické analýzy by bylo nutné zpracovat process flow diagram (PFD) ve více variantách. Bilanční výpočet měl být zaměřený nejen na stranu voda-pára a vzduch, ale i spaliny z důvodu propočtů variant s KEKO a bez KEKO. 
U práce však lze vyzdvihnout vlastní projekční část, byť nebyla přímým cílem řešení závěrečné práce. 
Diplomovou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou uspokojivě/D.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment E
Working process, extent and suitability of applied methods D
Scholarly contribution and originality D
Ability to interpret achieved results and draw conclusions E
Applicability of results in practice or theory D
Logical arrangement of thesis and its layout D
Grafic layout, used style and language level D
Work with used sources including quotations D
Topics for thesis defence:
  1. Na str. 12 uvádíte "na úroveň kolem 50 °C, aby se zajistil tah komínu". Jak je to v tomto případě myšleno z pohledu aerodynamického výpočtu spalinové cesty?
  2. Uzel napájení, NČ jsou v konfiguraci 1+1 s trojcestným ventilem Y005, který slouží jako mininální obtok. Proč byla zvolena tato konfigurace? Bylo by možné tento uzel vyřešit i jinak?
  3. Zdůvodněte volbu teploty okolí 5 °C (str. 24).
  4. Na str. 13 uvádíte "Odplynit vodu musíme z důvodů ochrany proti korozi a případnému zavzdušnění potrubí parovodu". Jak je to zavdušnění myšleno a zda by k němu moho dojít i v kontextu Obrázku 3?
  5. Je možné v tomto případě odluh a odkal vypouštět přímo do kanalizace?
  6. Na str. 18 uvádíte: "U kotlů ještě zpětný ventil zabraňuje proudění vody z napájecí nádrže do kotle v případě, že kotel je bez tlaku a není uzavřen ventil na přívodu napájecí vody". Vysvětlete v kontextu PID schématu. (na schématu máte navíc nakreslenou zpětnou klapku)
  7. Vysvětlete, proč jste neuvažoval i přestup tepla při kondezaci syté páry ke stěně autoklávu?
  8. Jak máte zajištěný dlouhodobý výpadek kotle?
  9. Vysvětlete, z jakého důvodu jednou pracujete se spalným teplem plynu a jindy s výhřevností. A odkud jste vzal účinnosti, doložte prosím patřičným výpočtem?
  10. Z jakého výpočtu Vám vyšla teplota vody za KEKO 68 °C (str. 56)? Doložte výpočtem a zdůvodněte, zda by nemohla být vyšší?

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová