Рассмотрены вопросы рационального ведения технологического процесса в водогрейной котельной при изменении тепловых нагрузок. Получены соотношения режимных параметров, позволяющие рассчитать теплопроизводительность котельной для заданной температуры воды на выходе котлоагрегатов и при различных значениях температуры воды в обратной ветви сети теплоснабжения, расхода ее в прямой ветви и через регулируемый перепуск. Показано, что заметное снижение потерь тепла в окружающую среду может быть получено при замене в теплообменных аппаратах труб круглого сечения трубами специального профиля.

Дисертацію присвячено дослідженню процесу термохімічної підготовки (ТХП) високозольного антрациту (ВЗА), що дозволяє поліпшити умови займання та горіння ВЗА в момент його факельного спалювання з суттєвою економією допоміжних природного газу та мазуту. ТХП дозволяє зменшити середній розмір частинок ВЗА, додатково розділити його мінеральну та органічну складові, збільшити внутрішню питому поверхню частинок, частково газифікувати ВЗА. Досліджено вплив режимних характеристик ТХП на кожний з перелічених показників. Встановлено та апробовано в промисловому масштабі оптимальні режимні характеристики ТХП для одержання двофазового палива з найкращими властивостями займання та горіння в топках котлоагрегатів ТЕС. Доведено, що зменшення часу затримки займання ВЗА після ТХП зумовлене, головним чином, збільшенням реагуючої поверхні частинок. Розроблено рекомендації з питань використання ТХП при факельному спалюванні ВЗА.

Удосконалено якість функціонування автоматизованої системи управління (АСУ) пароводяним трактом котлоагрегата енергоблока надкритичних параметрів. Одержано аналітичні діагностичні моделі пароперегрівачів котлоагрегатів. Розроблено методику вибору діагностичних параметрів моделей пароперегрівачів, яка базується на використанні методів теорії катастроф. Запропоновано метод синтезу алгоритмів виявлення та діагностики порушень, що містить функціональне перетворення матриць, з використанням одержаних умов для побудови спостерігачів повного порядку для систем з невідомим входом. Розроблено програмну систему та відповідне методичне забезпечення у складі комплексу тренажерно-навчальних модулів для тренінгу й оцінки якості цілеспрямованої діяльності операторів та її впливу на функціонування АСУ в цілому.

Дисертацію присвячено вивченню основних закономірностей процесів спалювання та газифікації високозольного вугілля (ВВ) в киплячому шарі (КШ) при атмосферному і підвищеному тиску та розробці методів його використання в енергетиці. Створено ряд лабораторних, дослідних та пілотних установок, проведено цикл експериментальних досліджень. На основі їх результатів знайдено кінетичні, технологічні та екологічні характеристики горіння і газифікації ВВ в різних модифікаціях КШ, основні закономірності та особливості його конверсії. Здійснено адаптацію технологій циркулюючого киплячого шару (ЦКШ) до ВВ України, а також розроблено технологічні схеми процесів спалювання та газифікації твердого палива в КШ під тиском, інженерні методи розрахунку елементів апаратів, рекомендації з використання ВВ різного ступеня метаморфізму в котлоагрегатах і реакторах.

Рассматриваются конструктивные особенности изготовления пульсационных тонкослойных илоотделителей противоточной схемы движения воды и ила, некоторые аспекты исследования статистических характеристик ветрового потока в приземном слое атмосферы, а также особенности теплообмена в топочной камере при сжигании высокозольных углей. Исследуется влияние технологических факторов и конструктивных особенностей на термическую и эксергетическую эффективность теплообменного аппарата, содержание бензапирена в дымовых газах при сжигании мазута в водогрейных котлоагрегатах. Предложено применение регулируемого электропривода в системах автоматического управления насосными установками водоснабжения и кондиционирование промышленно-ливневого стока коксохимических предприятий с целью использования их в замкнутых оборотных системах и др.

Дисертацію присвячено теоретичному і експериментальному вирішенню питань забезпечення високої надійності роботи котлоагрегатів за умови переведення їх на спалювання мазуту зі зменшенням викидів в атмосферу продуктами згоряння високотоксичних речовин. Аналітично описано концептуальні механізми утворення відкладень на поверхнях нагрівання котлоагрегатів і їх видалення при дробовій очистці. Встановлено, що запиленість газів повністю визначається кількістю недопалу в загальній масі продуктів згоряння мазуту, яка обумовлюється вмістом кисню в топковій камері. При механічних очистках поверхонь нагрівання запиленість відхідних газів визначається переважно складовою, яка формується процесом очистки котла. Основними факторами, які впливають на викид бенз(а)пирену в атмосферу є механічний недопал і очистка поверхонь нагрівання. Встановлено залежність забруднення атмосфери сполуками ванадію від вмісту аерозолів у відхідних газах мазутних котлів. Радикальним рішенням, що дозволяє експлуатувати котли в режимах з низькими коефіцієнтами надлишку повітря, забезпечуючи як високу надійність роботи, так і мінімальний викид в атмосферу токсичних речовин, є оснащення мазутних котлів золовловлюючими пристроями.

Рассмотрены технологии изготовления топок энергетических котлов большой мощности. Показано, что наиболее рациональными конструкциями поверхности нагрева топки являются газоплотные панели, получившие широкое распространение в производстве котлоагрегатов. Наиболее простой и экономичной технологией изготовления их является вварка продольных стальных полос между гладкими трубами, а наиболее производительным и надежным способом выполнения таких соединений - автоматическая сварка под флюсом. Используются флюсы, позволяющие сваривать со скоростью до 80...90 м/ч. Эффективным путем повышения производительности изготовления газоплотных панелей является применение автоматической сварки специальными тонкими порошковыми проволоками под флюсом. В этом случае скорость сварки может достигать 120 м/ч. При этом обеспечиваются высокое качество и требуемые служебные свойства сварных соединений газоплотных панелей.

Розглянуто один з найбільш ефективних методів стабілізації процесів займання та підвищення повноти вигоряння українських антрацитів погіршеної якості у топках котлоагрегатів ТЕС - термохімічну підготовку вугілля у процесі його спалювання. Застосування цього процесу дає змогу подавати у топку двофазне паливо з фізико-хімічними характеристиками, що значно відрізняються від початкових характеристик вугільного пилу. Термохімічна підготовка дає змогу зменшити середній діаметр часточок, збільшити внутрішню питому поверхню пор, відокремити органічну та неорганічну компоненти у вугіллі, частково його газифікувати. Виявлено закономірності протікання кожної складової цього процесу.

За результатами аналізу статистичних даних Міненерго та Міністерства вугільної промисловості й особливостей існуючої технології вуглезбагачення складено розподіл потоків енергетичного вугілля й антрациту. Показано, що за рахунок оптимізації завантаження збагачувальних фабрик можна забезпечити постачання на ТЕС виключно збагаченого вугілля, що не потребує під час спалювання газомазутного підсвітлення. Обгрунтовано, що у цьому випадку втрати у процесі збагачення не перевищать існуючих втрат палива з механічним недопалом; потреба в додатковому газомазутному паливі для ТЕС і загальний паливний дефіцит скоротяться, а умови експлуатації пиловугільних котлоагрегатів ТЕС значно покращаться.

Через недостатнє забезпечення енергетики України власними ресурсами нафти і природного газу необхідно впроваджувати ефективні методи спалювання низькосортного вугілля, запаси якого є достатніми. Для цього необхідно реконструювати діючі ТЕС на новій технічній основі, тим більш, що більшість енергоблоків ТЕС фізично і морально застаріли. Вирішенню задачі відповідає впровадження технологій спалювання вугілля з використанням киплячого шару (КШ). Запропоновано шляхи вдосконалення технологій спалювання високозольного вугілля різного ступеня метаморфізму в котлоагрегатах з використанням різних технологій КШ.

Досліджено основні закономірності газовиділення у процесі термоконтактного піролізу (ТКП) кам'яного та бурого вугілля у киплячому шарі (КШ) за умов, характерних для технологій їх термічної переробки. Модернізовано дві лабораторні та одну дослідно-промислову установки. Розроблено методики експериментального дослідження процесу газовиділення під час ТКП дискретних навісок вугілля у КШ та киплячому шарі під тиском (КШТ), а також проведено цикл експериментальних досліджень. Визначено основні закономірності газовиділення у процесі ТКП кам'яного та бурого вугілля у КШ. Наведено рекомендації для упровадження ТКП у процесі двоступеневої термічної переробки кам'яного та бурого вугілля під час спалювання у циркулюючому КШ за умов атмосферного тиску, а також внутрішньоциклового спалювання або газифікації вугілля у КШТ та циркулюючому киплячому шарі під тиском (ЦКШТ). Основні результати було використано для створення робочих проектів ЦКШ-котлоагрегатів та ЦКШТ-енергоустановок.

Рассмотрены принципы построения систем управления тягодутьевых трактов теплофикационных и нагревательных агрегатов на базе частотных инверторов асинхронных приводов их механизмов. Описаны функциональные возможности инверторов как промышленных регуляторов. Приведены рекомендации по расчету их параметров.

Розглянуто прилади для визначення хімічного та механічного недопалу на ТЕС великої та середньої потужності та котельнях, що дозволяють з достатнім ступенем точності відслідковувати процеси спалювання на ТЕС, для їх коректування за оптимальними ознаками. Зроблено розрахунки й експертні оцінки можливих розмірів паливозбереження, збільшення ресурсу котлоагрегату та зменшення шкідливих викидів за рахунок застосування системи УКН-2. Наведено порівняльну оцінку вартості цих приладів і виробів, проаналізовано причини, що стримують впровадження на Україні приладів розробки Інституту теплофізики НАН України.

Аргументовано, що енергетика України потребує реконструкція. Відзначено, що енергетичне вугілля буде й у перспективі високозольним, тому для нього необхідна адаптація існуючих або розробка нових вугільних енерготехнологій, в першу чергу, методів термічної переробки в киплячому шарі. Наведено результати досліджень з газифікації та спалювання твердих палив у киплячому шарі, а також результати розробки нових технологій для їх утилізації в киплячому шарі під тиском.

Предложена автоматизированная система управления котлоагрегатом с применением тиристорных преобразователей частоты, описаны ее преимущества. Приведены технико-экономические показатели внедрения автоматизированной системы управления тягодутьевой установкой котла с применением тиристорных преобразователей.

Досліджено вплив забруднювальних речовин, які містяться у промислових стічних водах хіміко-фармацевтичного та коксо-хімічного виробництв на властивості висококонцентрованих водовугільних суспензій. Показано можливість використання промислових стічних вод для одержання даних суспензій, які є екологічно безпечним пальним для прямого спалювання у котлоагрегатах теплоелектростанцій.

На підставі розрахункового аналізу визначено допустимий діапазон якості за сукупністю показників вологості, зольності та вмісту сірки для спалювання вугілля та відходів його збагачення в котлоагрегатах з циркулюючим киплячим шаром (ЦКШ) за умов забезпечення діапазону регулювання навантаження від 100 до 50 - 70 %. Надано рекомендації щодо паливопідготовки для спалювання в ЦКШ відходів збагачення донецького антрациту, донецького та львівсько-волинського газового вугілля із зольністю до 60 - 65 %, а також високовологого та високосірчистого дніпровського бурого вугілля.

Приведены результаты исследования процессов смесеобразования и газораспределения в шахтных известково-обжигающих печах. Проанализировано влияние параметров крутки вихревых горелок на эффективность сжигания низкосортных углей в котлоагрегатах. Рассмотрена проблема идентификации математического моделирования противоточного нагрева массивных слитков. Описана эффективная система отопления гаражей для размораживания вагонов с сыпучими материалами. Освещены методика поэлементного поверочного расчета доменных воздухонагревателей, перспективы применения рекуперативных теплообменников на низко- и среднетемпературных тепловых трубах в металлургической теплотехнике. Предложена интегральная энергетическая модель турбулентного перемешивания в технологических реакторах.

Наведено огляд і класифікацію методів та інструментальних засобів контролю вмісту надлишкового кисню у продуктах горіння під час спалювання палива в топках котлоагрегатів різних теплоенергетичних установок. Запропоновано термохімічний метод контролю вмісту кисню в пробі димових газів, який базується на допалюванні кисню у надлишку додаткового пального реагенту та вимірюванні термоефекту реакції окиснення, пропорційного концентрації надлишкового кисню.

Розроблено метод оцінки теплового стану промислового котла на підставі побічних вимірювань температури. Даний метод базується на застосуванні числового алгоритму корекції моделі котлоагрегату як динамічної системи.