Аналіз роботи системи золовловлення котла ТП-92 Добротвірської ТЕС для покращення екологічних показників
Автор: Маїк Андрій Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Андрій МАЇК, Андрій КАПУСТЯНСЬКИЙ (керівник). Аналіз роботи системи золовловлення котла ТП-92 Добротвірської ТЕС для покращення екологічних показників. Магістерська кваліфікаційна робота. - Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2025. Розширена анотація У роботі детально досліджено сучасний екологічний стан Добротвірської теплоелектростанції та проведено оцінку ефективності функціонування її системи газоочищення, яка є одним із ключових елементів технологічного циклу виробництва електроенергії. Станція експлуатує котлоагрегати типу ТП-92, що працюють на вугіллі марок «Г» (газове) і «Д» (довгополум’яне). Такі види палива відзначаються підвищеним вмістом золи (до 35–38%) і сірки, що призводить до значного утворення твердих частинок, оксидів сірки та азоту в процесі спалювання. Висока зольність палива зумовлює інтенсивне запилення димових газів, а отже — підвищене навантаження на системи очищення та зростання обсягів викидів у навколишнє середовище [1]. Основну увагу в дослідженні зосереджено на оцінці рівня запиленості димових газів, аналізі аеродинаміки газоповітряного тракту та ефективності роботи золовловлювальних систем Добротвірської ТЕС. Встановлено, що частина діючого обладнання є морально й фізично застарілою, має низький коефіцієнт золоуловлення (92–95%) і не забезпечує виконання міжнародних екологічних нормативів. З огляду на взяті Україною міжнародні зобов’язання щодо поступового зниження рівня промислових забруднень відповідно до Директиви ЄС 2010/75/ЄС «Про промислові викиди» [2] та положень Національного плану скорочення викидів від великих спалювальних установок (Постанова КМУ No827 від 22.08.2018 р.) [3], особливу актуальність набуває необхідність модернізації очисного обладнання на діючих теплових електростанціях. Ці документи регламентують гранично допустимі концентрації твердих частинок у відхідних 5 газах у межах 20–50 мг/м3, що є значно нижчим за показники, які демонструють старі системи мокрого золовловлення, встановлені на енергоблоках Добротвірської ТЕС [4]. Об’єктом дослідження є процеси газоочистки димових газів на виході з котлоагрегатів Добротвірської ТЕС. Предметом дослідження виступає вплив аеродинаміки газоповітряного тракту електрофільтра на ефективність золовловлення та показники запиленості потоку. Метою дослідження є підвищення ефективності роботи системи газоочищення Добротвірської ТЕС шляхом модернізації обладнання, оптимізації аеродинамічних параметрів і впровадження автоматизованого керування. У першому розділі розглянуто екологічні проблеми роботи ТЕС на твердому паливі, процес утворення золи та шлаку, сучасні методи і технології золовловлення (механічні, електростатичні, фільтраційні) та проведено порівняння нормативних вимог України і ЄС щодо допустимих викидів. Наведено оцінку поточного стану проблеми на українських електростанціях і визначено основні завдання дослідження. Другий розділ присвячено детальному аналізу конструкції та принципу роботи котлоагрегату ТП-92 Добротвірської ТЕС, його теплотехнічним характеристикам і впливу якості палива на процес золоутворення. Окремо розглянуто основні джерела пилових викидів у технологічному циклі станції — від топкових процесів до систем транспортування та складування золи. У третьому розділі досліджено діючу систему золовловлення енергоблоку потужністю 150 МВт, виконано аналіз ефективності роботи мокрих скруберів типу Вентурі, які застосовувалися до реконструкції, та визначено їх недоліки. Запропоновано модернізацію шляхом встановлення сухого електрофільтра типу ЕГД2-84-12,5-9-4, що забезпечує суттєве зниження запиленості димових газів. Четвертий розділ містить результати розрахунків ефективності золовловлення, проведених за методикою Deutsch–Anderson. Визначено параметри, за яких досягається концентрація пилу у відхідних газах не більше 30 6 мг/м3, та оцінено зміни валових викидів при впровадженні запропонованих технічних рішень. У п’ятому розділі розроблено систему автоматизації основних компонентів електрофільтра, що підвищує стабільність роботи установки та дозволяє здійснювати безперервний контроль параметрів очищення газів. Шостий розділ присвячено економічному обґрунтуванню модернізації. Наведено розрахунки капітальних витрат, строку окупності та економічного ефекту від зменшення викидів і підвищення ефективності золовловлення. Результати дослідження свідчать, що модернізація системи газоочищення Добротвірської ТЕС із заміною скруберів на сучасні електрофільтри та автоматизацією процесів дозволяє досягти європейських екологічних стандартів, знизити негативний вплив станції на довкілля й підвищити економічну ефективність її експлуатації. Ключові слова: Добротвірська ТЕС, ТП-92, електрофільтр, золовловлювання, запиленість, модернізація, автоматизація, викиди, екологічна ефективність. Перелік використаних літературних джерел. 1. Міненерго України. Звіт про стан викидів у теплоенергетиці України за 2022 рік. – Київ: Міністерство енергетики України, 2023. 2. Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council of 24 November 2010 on industrial emissions (integrated pollution prevention and control). – Official Journal of the European Union, L 334/17, 17.12.2010. 3. Постанова Кабінету Міністрів України No 827 від 22.08.2018 р. «Про затвердження Національного плану скорочення викидів від великих спалювальних установок». – Офіційний вісник України, 2018, No 69. 4. Environmental Protection Agency (EPA). Electrostatic Precipitator (ESP) Design Guidelines. – U.S. EPA, 2020.