Bachelor's Thesis

Analysis of flue gas in automatic domestic boilers for agropelet

Final Thesis 3.13 MB

Author of thesis: Ing. Marek Minář

Acad. year: 2018/2019

Supervisor: Ing. David Jecha, Ph.D.

Reviewer: Ing. Martin Lisý, Ph.D.

Abstract:

The objective of the presented bachelor thesis is flue gas analysis during combustion of agropellets in automatic household boilers. Emphasis is placed on the description of biomass as a fuel, the ways of using biomass for energy purposes, alterations of biomass, production and properties of alternative pellets, automatic boilers and burners for combustion of specific fuel types. The end of the theoretical part is focused on standards and regulations for boiler operation. The practical part verifies the formation of emission on small sources of pollution and determines the concentration of solid and gaseous pollutants. The end of the practical part pursues with comparison of results with legislative requirements and calculation of boiler efficiency.

Keywords:

agropellets, fuels, wood pellets, boilers, boiler efficiency, PM emissions, exhaust gases, gas emissions

Date of defence

11.06.2019

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

1. Student prezentoval svou bakalářskou práci. Prezentace obsahovala následující body: - analýza předmětného problému - představení problematiky spalování agropelet - představení experimentálního měření - zhodnocení výsledků 2. Oponent přečetl posudek a dotazy. 3. Student uspokojivě odpověděl na dotazy oponenta. 4. Členové komise položili dotazy k bakalářské práci: Má vliv způsob spalování na parametry spalování. Jaké jsou další důvody pro odlišnou konstrukci kotlů pro agropelety. Vysvětlete mechanizmus spékání paliva. Zdůvodněte vysoký obsah NOx ve spalinách. 5. Student uspokojivě odpověděl na dotazy komise.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B3S-P)

Field of study

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-STI)

Composition of Committee

prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jiří Hájek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Lošák, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Skryja, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Pokorný, CSc. (člen)

Supervisor’s report
Ing. David Jecha, Ph.D.

Bakalářská práce na téma „Analýza spalin při spalování agropelet v automatických kotlích pro domácnost“ splnila vytyčené cíle dostatečně. Autor se rozsáhle věnuje popisu rozdělení paliv, tj. od spalování fosilních paliv až po výrobu agropelet. Bohužel se autor hodně zaobíral rozdělení paliv a málo se věnoval agropeletám. Rešerše spalování agropelet se zaměřením na tvorbu TZL je pouze zmíněna v popisech hořáků. V teoretické části jsou také uvedeny jednotlivé konstrukční části kotle a detailnější popis je věnován hořákům pro automatické spalování pelet popř. agropelet. Velice kladně hodnotím experimentální část, která se věnuje měřením emisí na kotli podle EN 303-5. Student aktivně spolupracoval při jednotlivých zkouškách a samostatně vyhodnotil všechny výsledky měření. Tyto výsledky byly použity v řešeném projektu TAČR. Nad rámec cílů bakalářské práce student provedl výpočet účinnosti kotle a to přímou i nepřímou metodou. Bakalářská práce je zpracována přehledně a svým rozsahem nadstandardně. I přes nedostatky v cílech práce hodnotím práci studenta kladně a to především jeho samostatnost v přípravě a vyhodnocení experimentální části.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání D
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A
Display more

Grade proposed by supervisor: C

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

Předložená bakalářská práce s názvem Analýza spalin při spalování agropelet v automatických kotlích pro domácnost měla být zaměřena na vlastnosti agropelet jako paliva a jejich chování při spalování. Zadání práce uvádí tři cíle pro tuto práci: provést rešerši vlastností agropelet jako paliva; provést rešerži spalování agropelet se zaměřením na tvorbu TZL;  experimentálně stanovit vlastnosti vybraných paliv a ověřit tvorbu emisí TZL na pilotní jednotce.
Ačkoliv je práce svým rozsahem velmi obsáhlá, je třeba konstatovat, velká část rešerše se netýká bodů zadání. Je zde zpracována rešerše paliv obecně, velká část se zabývá plynnými, kapalnými palivy, vlastnostmi uhlí či popisem kotlů a hořáků.  Navíc je i rešerše paliv, např. biomasy velmi povrchní a často se zde opakují obecné vlastnosti, již uvedené v předchozích kapitolách, zejména v kap. 2. K bodu jedna zadání je uveden pouze velmi obecný výčet rostlin a produkovaných paliv z agromateriálů  v rozsahu jeden a půl strany bez jakýchkoliv detailnějších a technických parametrů a vlastností např. o obsahu popelovin, jejich specifických vlastností, obsahů dusíku v agromateriálech apod. Bod 2 týkající se spalování agropelet v rešeršní části není vůbec řešen. Při obhajobě by měl student v rámci rozpravy tyto informace doplnit – viz otázky č. 1 a 2 níže.
Celkově je řešerše zpracována dosti obecně. Na druhou stranu obsahuje pouze minimum chyb. Nicméně jeden z předpokladů úspěšného absolventa a technika by mělo být také umět vybrat podstatné,  důležité a zejména relevantní informace, což v tomto případě nebylo naplněno.
Třetí část věnována experimentálnímu měření je již výrazně kvalitnější. Nad rámec zadání obsahuje také pasáž stanovení účinnosti přímou i nepřímou metodou. Vyhodnocení a zhodnocení naměřených dat je zpracováno dostatečně a v odpovídajícím rozsahu. Jediná případná výtka je k jednotce emisí, kde z textu není patrné, zda byly hodnoty plynných emisí přepočteny na normální metry krychlové, jak požaduje norma ČSN EN 303-5– viz dotaz č. 4.
Po jazykové a gramatické stránce je práce na odpovídající úrovni bez zásadních připomínek.
Po formální stránce lze práci vytknout, že v rozporu se směrnicí děkana č. 1/2018 není použito řádkování jednoduché.
Z výše uvedených důvodů hodnotím předloženou práci známkou uspokojivě/D. Při zodpovězení přiložených dotazů doporučuji práci k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání E
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod D
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Dle bodu 2 zadání uveďte specifika spalování agropelet. Jaké emise TZL lze při spalování agropelet předpokládat a z jakého důvodu?
  2. Na straně 32 uvádíte, že hořlavina obsahuje dusík a kyslík. Jaká jsou však hlavní složky hořlaviny u biomasových paliv?
  3. Dle bodu 1 zadání prosím uvedťe, jaké specifické palivové vlastnosti mají pelety z agromateriálů v porovnání s dřevními peletami.
  4. U emisí TZL uvádíte, že hodnoty jsou mimo jiné přepočteny na normální podmínky. U plynných emisí toto nikde v textu uvedeno není a jednotky v tabulkách u plynných emisí jsou mg/m3. Norma však požaduje přepočet plynných emisí v normálních metrech krychlových. Byl tento přepočet proveden?
Display more

Grade proposed by reviewer: D