Капустянський А.О. Підвищення енерго-екологічної ефективності котельних установок при спалюванні непроектних видів палива. – На правах рукопису.Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 – технічна теплофізика та промислова теплоенергетика – НТУУ «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2018.Дисертацію присвячено дослідженню впливу виду, якості та режимів спалювання непроектного вугілля на показники надійності та економічності роботи енергетичних котлів ТЕС та ТЕЦ з розробленням відповідних заходів для забезпечення їх оптимальної роботи.Розроблено метод оцінювання збитку нанесеного електростанції через погіршення теплотехнічних характеристик палива. Введено поняття коефіцієнту енергетичного потенціалу вугілля та досліджено його залежність від якості НТП. Досліджено вплив динаміки перехідних процесів та теплотехнічних характеристик вугілля на вміст горючих в золі виносу. Експериментально доведено, що подача каталізатора в котел суттєво впливає з позитивним ефектом на характеристики спалювання вугілля марок П та АШ у всьому діапазоні робочих навантажень. Проведено дослідження на котлах ТП-15 та ТПП-210А, що дозволили безпечно спалювати бінарні суміш вугілля АШ та П, П та летку золу АШ, вугілля П та ПАР без погіршення якісних показників роботи котлоагрегатів. На основі лінійного програмування розроблено нову методику визначення економічності роботи котлів шляхом складання та розрахунків розширених енергетичних матриць. Запропоновано нові способи інтенсифікації процесу спалювання та переведення антрацитових котлів на НТП.Ключові слова: теплова електрична станція, котел, непроектне вугілля, каталізатор горіння, бінарна вугільна суміш, механічний недопал.^UKapustyansky A.O. Increase of energy-ecological efficiency of boiler units during combustion of non-projected fuels. – Manuscript.The thesis for the obtaining a scientific degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.14.06 – technical thermal physics and industrial thermal engineering. – National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, 2018.The thesis is devoted to the study of the influence of the type, quality and regimes of combustion of non-projected coal on the reliability and economic performance of power boilers in TPPs (thermal power plants) and CHPs (combined heat and power plants), while at the same time developing of appropriate measures to ensure their optimum operating conditions (optimal outputs).The new methodology for estimating damage done to power plant caused by the deterioration of the fuel characteristics was developed. The concept of the ratio of coal power-generation capacity was introduced and its dependence on the quality of the NSF (non-projected solid fuel) was investigated. The influence of the dynamics of transitional processes and coal properties on the maintenance of combustible materials in the ash of drainage is studied. It has been experimentally proved that the catalyst feed to the boiler significantly influences the positive effect on coal burning characteristics of grades lean coal (L) and anthracite coal (A) grades in the entire range of workloads. The research was carried out on boilers TP-15 and TPP-210A , which allowed to safely burn a binary mixture of coal mixtures A and L, L and fly ash A, coal L and South Africa coal without decreasing of the quality performance of boiler units. On the basis of linear programming, a new method for determining the efficiency of boiler operation has been developed by compiling and calculating expanded energy matrices. New ways of intensifying the process of combustion and conversion of coal-fired boilers for combustion NSF are proposed.Key words: thermal power station, boiler, non-project (low ranke) coal, combustion catalyst, binary coal mix, mechanical incomplete combustion.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 – Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика – Запорізький національний університет, спеціалізована вчена рада Д 08.084.05 при Національній металургійній академії України, Дніпро, 2021.Дисертацію присвячено розробці заходів з підвищення енергоефективності камерних нагрівальних печей шляхом створення у їх об'ємах електричного поля, яке призводить до перерозподілу температурних полів газів у робочому просторі енергетичної установки.Виконано кількісну оцінку енергетичної ефективності камерної печі з викатним подом. Розроблено математичну модель розподілу температури у її робочому просторі за умови створення в останньому електричного поля. Виконано чисельне моделювання масових витрат пічних газів у камері реальної промислової печі та запропоновано заходи для їх збільшення у зоні розташування садки металу шляхом створення теплового бар'єру за рахунок заряджених часток продуктів згоряння, що рухаються в електричному полі.Розроблено ефективний алгоритм управління процесом нагрівання металу, який може застосовуватись у камерних печах. Перевагою даного алгоритму є те, що у якості додаткового впливу використовується кероване електричне поле, створення якого не потребує значних капіталовкладень. Прицьому значна частина теплоти, що раніше втрачалась з відхідними газами залишається у робочому просторі й використовується безпосередньо для нагріву металу, що і сприяє підвищенню енергетичної ефективності установки.Ключові слова: камерна піч, енергетичний об'єкт, тепломасообмін, математична модель, енергоефективність, електричне поле, енергозберігаючі режими, термічна обробка металу.^UThesis for a Candidate Degree in Technical Sciences in the specialty 05.14.06 - Technical Thermophysics and Industrial Heat Power Engineering - Zaporizhzhia National University, Specialized Academic Council D 08.084.05 at National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro, 2021.The thesis is devoted to the development of measures to increase the energy efficiency of chamber heating furnaces by creating an electric field in their volumes, which leads to the redistribution of gas temperature fields in the working space of the power plant.The research presents the performed quantitative assessment of the energy efficiency of a chamber furnace with a bogie hearth. A mathematical model was developed for temperature distribution in its working space under the condition of creating an electric field in the latter. Numerical modeling of mass consumption of furnace gases in the chamber of a real industrial furnace was performed and measures were proposed to increase them in the area of the metal charge by creating a thermal barrier due to charged particles of combustion products moving in the electric field.An effective algorithm was developed for controlling the metal heating process, which can be used in chamber furnaces. The advantage of this algorithm is that the additional effect is created by a controlled electric field, the creation of which does not require significant investment. Herewith, a significant part of the heat previously lost with the exhaust gases remains in the working space and is used directly to heat the metal, which helps to increase the energy efficiency of the plant.Keywords: chamber furnace, power facility, heat-mass exchange, mathematical model, energy efficiency, electric field, energy saving modes, heat treatment of metal.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.14.06 – Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика. Національний технічний університет "ХПІ", Харків, спеціалізована вчена рада Д 08.084.05 при Національній металургійній академії України, Дніпро, 2021.Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого науково-практичного завдання: оптимізація пластинчастих теплообмінників і вдосконалення методів їх розрахунку і оптимізації. У дисертації запропоновано нову методику автоматичного інтервального розрахунку пластинчастого теплообмінного апарату як комплексу теплообмінних поверхонь з використанням фрактального підходу. Ця методика дозволяє досягти підвищення точності теплового розрахунку до 10%, особливо для теплообмінників з невеликою кількістю пластин. Методика повністю автоматична і може бути використана у програмах оптимізації пластинчастих теплообмінників. Створено програму оптимізації пластинчастого теплообмінного обладнання для різних задач розрахунку, типів пластинчастих теплообмінників, з можливістю використання моделей різної точності. Проведено комплексний оптимізаційний розрахунковий експеримент для маслоохолоджувачів турбін з витратою мастила 10-250 кг/с, теплообмінників системи опалення потужністю 100-2000 кВт, регенераторів понадкритичного СО2 циклу потужністю 1-15 МВт, підігрівачів повітря системи знеліднення газової турбіни потужністю 1-20 МВт. Рекомендовано оптимальні конструктивні та режимні параметри для цього обладнання. Встановлено, що пластинчасті теплообмінники ефективніше кожухотрубних по економічних критеріях для всіх діапазонів потужностей вищезазначених установок. Визначено актуальні щодо сучасного рівня цін на метал та енергоносії швидкості теплоносіїв (води та мастила) в каналах пластинчастих теплообмінників, ці рівні швидкостей значно нижчі, ніж вважалося досі, і становлять 0,2 м/с для води та 0,35 м/с для мастила. Встановлено, як зміняться оптимальні швидкості при зростанні цін на метал або електроенергію. Рекомендоване рівняння для визначення оптимальної швидкості води у залежності від цін на метал та енергію, що може також бути використана для розрахунку оптимальної швидкості при використанні дорогих металів. Проведено ранжування незалежних змінних по впливу на результатиоптимізації і надано рекомендації щодо порядку і кроку перебору їх, що дозволяє зменшити розмірність задачі оптимізації. Вироблено рекомендації щодо необхідності використання уточнених методів розрахунку.Ключові слова: пластинчасті теплообмінники, оптимізація, моделювання, уточнений інтервальний тепловий розрахунок, маслоохолоджувачі, опалення, понадкритичний СО2 цикл, газотурбінна установка, оптимальна швидкість теплоносія.^UThesis for submission of a Candidate's degree in technical sciences under specialty 05.14.06 – «Technical Thermal Physics and Industrial Heat-Power Engineering». National Technical University "KhPI", Kharkiv city, the Specialized Scientific Councils – D 08.084.05 of a “National Metallurgical Academy of Ukraine”, Dnipro city, 2021.The thesis is devoted to the solution of an important scientific and practical task: optimization of plate heat exchangers and improvement of methods of their calculation and optimization. The thesis proposes a new approach for automatic interval calculation of a plate heat exchanger as a complex of heat exchange surfaces using a fractal approach. This approach makes it possible to achieve an increase in the accuracy of the thermal calculation up to 10%, especially for HEXs with a small number of plates. The approach is fully automatic and can be used in plate heat exchanger optimization programs. A program for the optimization of plate heat exchangers has been created for various calculation problems, types of plate heat exchangers, with the possibility to use models of different accuracy. An integrated computational optimization experiment has been done for turbine lube oil coolers with 10-250 kg/s oil flow rate, heat exchangers of a heating system with 100-2000 kW transferred heat, regenerators of a supercritical CO2 cycle with 1-15 MW power, air heaters for an anti-icing system of 1-20 MW gas turbine. Optimal design and operating parameters for this equipment are recommended. It was found that plate heat exchangers are more efficient than shell-and-tube heat exchangers in terms of economic criteria for all ranges of the above-mentioned installations. The fluids velocities (water and oil) in the channels of plate heat exchangers relevant to the current level of prices for metal and energy have been determined; these velocities are significantly lower than it was believed until now and are 0.2 m/s for water and 0.35 m/s for lubrication oil. It has been established how the optimal velocities will change with an increase in prices for metal or electrical energy. An equation is recommended to determine the optimal water velocity depending on metal and energy prices, and can also be used to calculate the optimal velocity when using expensive metals. The independent variables are ranked in terms of their influence on the optimization results and recommendations are given on the order and step of using them, which leads to reduce the dimension of the optimization problem. Recommendations have been developed on the need to use refined calculation methods.Keywords: plate heat exchangers, optimization, modeling, refined interval heat calculation, lubrication oil coolers, heating, supercritical CO2 cycle, gas turbine, optimal fluid velocity.