Аналіз часткової заміни спалювання твердого палива на біопаливо на ТЕС України

Abstract

Вишнянчин І.Л., Заяць М.Ф. (керівник). Аналіз часткової заміни спалювання твердого палива на біопаливо на ТЕС України. Бакалаврська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2025.

В даній бакалаврській кваліфікаційній роботі висвітлюється питання, як у сучасних умовах трансформації енергетичного сектору України питання часткової заміни викопного палива на відновлювані джерела енергії набуває особливої актуальності. Перехід до біопалива як альтернативного енергетичного ресурсу є важливою складовою національної стратегії зменшення залежності від імпортного вугілля, скорочення негативного впливу на довкілля та забезпечення сталого розвитку [1]. Об’єкт дослідження – котел VIESSMANN VITOFLEX 1250-UF. Предмет дослідження – аналіз ефективності і доцільності заміни твердого палива на біопаливо на прикладі котла VIESSMANN VITOFLEX 1250-UF. Мета дослідження – аналіз впливу часткової заміни спалювання кам’яного вугілля на біопаливо у котельних установках теплових електростанцій України з точки зору зниження шкідливих викидів в атмосферу. В першому розділі проведено науково-обґрунтований аналіз фізико- хімічних властивостей твердих палив та біопалив, їх класифікації, структурного складу і енергетичної ефективності у контексті сучасної теплоенергетики [1]. Другий розділ містить системний аналіз сучасних методів спалювання твердого біопалива, класифікованих за типом топкових технологій. Розглянуто принципи дії відповідних теплотехнічних систем, включаючи особливості конструкцій котлів, способи подачі повітря та палива, режими горіння, переваги й обмеження кожного методу [2].

В третьому розділі проаналізовано основні проблеми та негативні наслідки спалювання твердого палива, оскільки використання вугілля на теплових електростанціях (ТЕС) залишається актуальним джерелом енергії та супроводжується значним екологічним навантаженням [3,4]. Четвертий розділ містить опис та основні конструктивні характеристики котла VIESSMANN VITOFLEX 1250-UF та особливості підготовки палива для його ефективного використання [5]. У п’ятому розділі наведений обрахунок коефіцієнта корисної дії котла VIESSMANN VITOFLEX 1250-UF, проведено порівняльний аналіз ефективності використання твердого палива та біопалива [5]. Шостий розділ «Охорона праці» висвітлює технічні рішення безпечної та надійної експлуатації котельного приміщення, організаційні заходи з гігієни праці та виробничої санітарії, технічні рішення та організаційні заходи з пожежної безпеки та профілактики, а також проведено розрахунок межі вибуховості та тиск вибуху палива. У розділі «Економічна частина» порівнюємо вартості твердого та біопалива, економічну доцільність заміни твердого палива на біопалива та термін окупності.екологія, відновлювані джерела енергії.Vyshnianchyn I.L., Zayats M.F. (leader). Analysis of partial replacement of solid fuel combustion with biofuels at Ukrainian thermal power plants. Bachelor qualification work. - Lviv Polytechnic National University, Lviv, 2025.

This bachelor's thesis highlights how the issue of partial replacement of fossil fuels with renewable energy sources is becoming particularly relevant in the current conditions of transformation of the energy sector of Ukraine. The transition to biofuels as an alternative energy resource is an important component of the national strategy to reduce dependence on imported coal, reduce the negative impact on the environment and ensure sustainable development [1]. The object of study is the VIESSMANN VITOFLEX 1250-UF boiler. The subject of the study is to analyze the effectiveness and feasibility of replacing solid fuels with biofuels on the example of the VIESSMANN VITOFLEX 1250-UF boiler. The purpose of the study is to analyze the impact of partial replacement of coal combustion with biofuels in boiler plants of thermal power plants in Ukraine in terms of reducing harmful emissions into the atmosphere [1]. The first section provides a scientifically based analysis of the physical and chemical properties of solid fuels and biofuels, their classification, structural composition, and energy efficiency in the context of modern thermal power engineering [2,3]. The second section contains a systematic analysis of modern methods of solid biofuels combustion, classified by the type of furnace technology.The principles of operation of the respective heat engineering systems are considered, including the features of boiler designs, methods of air and fuel supply, combustion modes, advantages and limitations of each method [4]. The third section analyzes the main problems and negative consequences of solid fuel combustion, since the use of coal at thermal power plants (TPPs) remains a relevant source of energy and is accompanied by a significant environmental burden. Section 4 describes the description and main design characteristics of the VIESSMANN VITOFLEX 1250-UF boiler and the peculiarities of fuel preparation for its efficient use [4]. The fifth section presents the calculation of the efficiency of the VIESSMANN VITOFLEX 1250-UF boiler and a comparative analysis of the efficiency of using solid fuel and biofuels. The sixth section “Occupational Safety” covers technical solutions for safe and reliable operation of the boiler room, organizational measures for occupational health and industrial sanitation, technical solutions and organizational measures for fire safety and prevention, as well as the calculation of the explosive limit and fuel explosion pressure [5]. In the section “Economic part” we compare the cost of solid and biofuels, the economic feasibility of replacing solid fuels with biofuels, and the payback period.