Вплив мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики енергетичного вугілля

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
ІНСТИТУТ ГАЗУ

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Вплив мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики енергетичного вугілля

Спеціальність 05.14.06 - Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика

ФІЛІППЕНКО ЮРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ

КИЇВ - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українському науково-дослідному та проектно-конструкторському інституті по збагаченню та брикетуванню вугілля

Науковий керівник: кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Чернявський Микола Володимирович,

Інститут вугільних енерготехнологій НАН України,

провідний науковий співробітник.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Хвастухін Юрій Іванович,

Інститут газу НАН України,

завідуючий відділом термошарових процесів;

доктор технічних наук, професор

Василенко Сергій Михайлович,

Державна наукова установа „Український науково-дослідний інститут цукрової промисловості”, директор.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Вугілля в Україні є основним органічним енергоресурсом місцевого походження, його запасів при сучасних темпах видобутку вистачить на понад 400 років. Вугільні теплові електростанції (ТЕС) виробляють більше 40% електроенергії в Україні. Одна з умов ефективної роботи ТЕС - забезпечення паливом з теплотехнічними характеристиками, що відповідають експлуатаційним вимогам котлоагрегатів. Для енергетичного вугілля такими є теплота згоряння (калорійність), вихід летких речовин, зольність, волога і вміст сірки. З урахуванням теплоти згоряння вугілля розраховують основний техніко-економічний показник роботи електростанцій - питому витрату палива на відпуск електроенергії.

Необхідний рівень якості енергетичного вугілля забезпечується його збагаченням, тобто збільшенням калорійності за рахунок зменшення зольності. В умовах недостатньої комплектації лабораторій вугільних підприємств калориметрами основним показником якості вугільної продукції є зольність, яку визначають більш простим методом, ніж теплоту згоряння. Впровадження урядових постанов про перехід на розрахунки за поставлене вугілля за його калорійністю гальмується тим, що існуючі методи розрахунку теплоти згоряння вугілля за його зольністю та вологою дають значну розбіжність порівняно з калориметричним аналізом.

Актуальність теми обумовлена необхідністю розробки методів розрахунку теплоти згоряння твердих палив по їх зольності та волозі з точністю, порівняною з точністю калориметричного аналізу. Для цього необхідно виконання експериментальних досліджень взаємозв'язку між теплотою згоряння та зольністю вугілля енергетичних марок. Важливим є також дослідження впливу зольності на вихід летких речовин, що визначає умови безпечного розмелу вугілля та стійкого займання пиловугільного факелу, і на вміст сірки, що визначає один з основних екологічних показників ТЕС - викиди оксидів сірки з димовими газами.

В цих дослідженнях слід врахувати, що визначення зольності відображає лише ту частину мінеральної речовини, яка не розклалась при спалюванні. Продукти термічного розкладу мінеральної речовини дають внесок у вихід летких речовин та оксидів сірки, а різниця між мінеральною масою та зольністю є вірогідною причиною недосконалості існуючих методів розрахунку калорійності. Пряме ж визначення мінеральної речовини вугілля пов'язано з багатьма труднощами і не дістало розповсюдження, а поведінку мінеральної речовини українського енергетичного вугілля при спалюванні до цього часу не вивчено.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження та розробки, які є основою дисертації, виконувались в Українському науково-дослідному та проектно-конструкторському інституті по збагаченню та брикетуванню вугілля (ДП „УкрНДІвуглезбагачення”) в рамках науково-технічних робіт за завданням Мінпаливенерго та Мінвуглепрому України згідно з Енергетичною стратегією України на період до 2030 р., схваленою розпорядженням Кабінету Міністрів України від 15 березня 2006 р. N 145 (145-2006-р), спрямованих на збільшення калорійності енергетичного вугілля та підвищення ефективності його спалювання на ТЕС. Ряд досліджень виконаний у співробітництві з Інститутом вугільних енерготехнологій НАН України та з Технічним комітетом України із стандартизації ТК 92 „Вугілля та продукти його перероблення”, в тому числі в ході виконання робіт з Національного плану стандартизації, господарчих договорів з вугільними та енергетичними підприємствами.

Мета та задачі дослідження. Метою роботи є визначення впливу мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики енергетичного вугілля в широкому діапазоні зольності та уточнення методів розрахунку теплоти згоряння, виходу летких речовин і вмісту сірки по марці, зольності та волозі вугілля для забезпечення проектних вимог котлоагрегатів з калорійності палива, підвищення ефективності спалювання вугілля і покращення екологічних показників вугільних ТЕС.

Для її реалізації були поставлені наступні задачі.

1. Аналіз існуючих методів лабораторного визначення та розрахунку теплоти згоряння вугілля, ймовірних причин розбіжності їх результатів.

2. Представницький відбір проб вугілля основних енергетичних марок на українських вугільних підприємствах.

3. Експериментальне дослідження залежності теплоти згоряння, виходу летких речовин, вмісту сірки та елементного складу вугілля від зольності в широкому діапазоні її зміни.

4. Знаходження аналітичної залежності нижчої теплоти згоряння на робочий стан палива від зольності вугілля.

5. Експериментальне визначення внеску продуктів термічного розкладу органічної та мінеральної речовини при спалюванні вугілля до виходу летких речовин та вмісту сірки в широкому діапазоні зольності.

6. Експериментальне визначення складу продуктів термічного розкладу мінеральної речовини вугілля.

7. Розробка положень нормативних документів з визначення теплотехнічних характеристик вугілля з урахуванням впливу розкладу мінеральних речовин.

8. Розробка рекомендацій з вибору оптимального ступеню збагачення вугілля для пиловидного спалювання з урахуванням внеску органічної та мінеральної сірки в утворення шкідливих речовин.

Ці задачі вирішувались з використанням експериментальних методів дослідження на лабораторних установках, у тому числі стандартних методів технічного, елементного аналізу, визначення загальної сірки та теплоти згоряння, а також числових методів обробки результатів експериментів.

Об'єкт дослідження - вплив термічного розкладу мінеральних компонентів вугілля на спостережувані значення теплоти згоряння, виходу летких речовин, вмісту сірки.

Предмет дослідження - енергетичне вугілля України.

Наукова новизна отриманих результатів.

1. Експериментально уточнено частку мінеральної речовини вугілля, що розкладається при спалюванні українського енергетичного вугілля, і вперше оцінено її склад. Доведено, що різниця між визначенням мінеральної речовини та зольності вугілля пов'язана не тільки з термічним розкладом карбонатів, але й з втратою гідратної вологи, з окисленням сульфідів та з іншими реакціями термічного розкладу мінеральної речовини, і вперше знайдено їх внесок.

2. Вперше експериментально встановлено залежність вищої теплоти згоряння на сухий стан палива від зольності на сухий стан палива, на підставі якої уточнені значення вищої теплоти згоряння на сухий беззольний стан палива та знайдені поправкові коефіцієнти до зольності для розрахунку калорійності українського енергетичного вугілля різних марок.

3. Експериментально доведено, що збільшення виходу летких речовин із зростанням зольності вугілля пов'язане з виходом продуктів термічного розкладу мінеральної речовини при піролізі. Вперше в широкому діапазоні зольності експериментально встановлені внески виходу летких речовин органічної та мінеральної частин при спалюванні українського енергетичного вугілля.

4. Вперше експериментально встановлено залежність вмісту загальної сірки від зольності на сухий стан палива, на підставі якої в широкому діапазоні зольності визначений внесок органічної та мінеральної сірки в утворення шкідливих речовин при спалюванні українського енергетичного вугілля.

Практичне значення отриманих результатів.

1. Розроблено методи визначення вищої теплоти згоряння, виходу летких речовин і вмісту сірки в органічній частині вугілля, а також виходу летких речовин і вмісту сірки в мінеральній частині вугілля, на підставі аналізу цих показників у пробі, розшарованій у важкій рідині на фракції різної зольності.

2. Розроблено метод розрахунку калорійності з урахуванням термічного розкладу мінеральної речовини при спалюванні, який для українського вугілля в широкому діапазоні зольності дає результати більш точні, ніж існуючі розрахункові методи.

3. Розроблені методи розрахунку виходу летких речовин та вмісту сірки в широкому діапазоні зольності з урахуванням їх розподілу в органічній та мінеральній речовині енергетичного вугілля, з розбіжністю з результатом стандартного лабораторного визначення не більшою, ніж допустима похибка лабораторного визначення.

4. Розроблені положення нормативних документів по визначенню класифікаційних показників та теплотехнічних характеристик українського вугілля з урахуванням впливу термічного розкладу мінеральної речовини при його спалюванні.

5. Розроблені рекомендації з вибору оптимального ступеню збагачення вугілля для пиловидного спалювання з урахуванням внеску органічної та мінеральної сірки в утворення шкідливих речовин.

Результати досліджень та розробок використані: НАК «Енергетична компанія України» для порівняння показників якості вугілля на приході ТЕС і на виробництво, при прогнозуванні питомих витрат палива на відпуск електроенергії; ДП „Вугілля України” при прогнозуванні обсягів випуску та якості енергетичної вугільної продукції по калорійності і вмісту сірки; Технічним комітетом України з стандартизації ТК 92 «Вугілля та продукти його перероблення» при розробці нової редакції ДСТУ 4083 та інших нормативних документів з класифікації, випробування і якості вугілля; ДП "Луганськвугілля" при розрахунку теплоти згоряння, виходу і показників якості продуктів вуглезбагачення та втрат горючої маси з відходами; ДП "Антрацит" для перерахунку зольності в мінеральну масу вугілля, розрахунку теплоти згоряння, прогнозування показників якості продуктів вуглезбагачення; Державною інспекцією з контролю якості вугільної продукції при прогнозуванні очікуваної якості енергетичного вугілля за показниками калорійності та вмісту сірки.

Особистий внесок здобувача. Автор особисто розробив методику експериментального дослідження проб вугілля з їх розділенням у важкій рідині на зразки з різною зольністю. Приймав участь у відбиранні, підготовці та аналізі проб вугілля, в числовій обробці результатів досліджень, у розробці методів розрахунку теплоти згоряння, виходу летких речовин і вмісту сірки по зольності та волозі. Розробив положення нормативної документації з визначення теплотехнічних характеристик енергетичного вугілля з урахування впливу розкладу мінеральної речовини вугілля.

Апробація результатів дисертації.

Основні результати дисертаційної роботи докладались на таких міжнародних наукових конференціях: 9-та Міжнародна науково-практична конференція "Ресурсы и энергосберегающие технологии по переработке минерального сырья" (Бердянськ, 2006); 3-я (2006) і 5-та (2009) Міжнародні науково-практичні конференції «Угольная теплоэнергетика: проблемы реабилитации и развития» (Алушта); 10-та Міжнародна науково-практична конференція "Технолого-экологический инжиниринг при переработке минерального сырья" (Бердянськ, 2007); 11-та (2008), 12-та (2009) і 13-та (2010) Міжнародні науково-практичні конференції по збагаченню корисних копалин (Бердянськ); Міжнародний конгрес по збагаченню вугілля (США, 2010).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 13 робіт, у тому числі: 6 статей у спеціалізованих наукових журналах України, 2 статті у вітчизняних науково-технічних збірниках, 1 стаття і 3 тези доповідей у збірниках міжнародних конференцій, 1 патент. Крім того, автор є керівником розробки 5 Національних стандартів України з класифікації, якості і випробування вугілля для пиловидного та шарового спалювання, 2 галузевих стандартів з розрахунку показників якості вугілля та вугільної продукції, а також співавтором 14 галузевих довідників з якості вугілля та вугільної продукції, матеріали яких використані в роботі.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел, додатків, містить 21 таблицю та 25 рисунків. Повний обсяг дисертації становить 132 сторінки, з них 96 сторінок основного тексту, на 19 окремих сторінках - 19 рисунків та 4 таблиці, на 11 сторінках - список використаних джерел із 113 найменувань, на 6 сторінках - 6 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, визначено її зв'язок з науковими програмами, планами та темами, сформульовані мета і задачі дослідження, визначено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів, надано інформацію про їх практичне використання, наведено відомості про особистий внесок автора, апробацію результатів, публікації по темі дисертації.

В першому розділі проаналізована роль ТЕС в енергосистемі України та вугілля як основного місцевого органічного енергоресурсу. Розкрито вплив теплотехнічних характеристик вугілля на техніко-економічні та екологічні показники ТЕС та обґрунтовані вимоги до якості вугілля для пиловидного спалювання. Обґрунтовано, що частина спірних питань між постачальниками і споживачами енергетичного вугілля пов'язана з недосконалістю існуючих методів розрахунку калорійності та визначення виходу летких речовин, а причиною цього є неврахування розкладу мінеральної речовини вугілля при його спалюванні. Обґрунтована актуальність дослідження впливу мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики енергетичного вугілля, а також уточнення методів розрахунку калорійності, виходу летких речовин і вмісту сірки по зольності та волозі вугілля.

Основну частину органічних енергоресурсів України складає вугілля, загальні запаси якого оцінюють у 117,5 млрд т, балансові - 56,7 млрд т. В покладах представлені всі марки вугілля - від антрациту до бурого, а Донбас за обсягом запасів займає шосте місце серед кам'яновугільних басейнів світу. Останнім часом річний видобуток стабілізувався на рівні 75-80 млн т. Енергетичною стратегією України на період до 2030 року передбачено збільшення річного видобутку до 130 млн т, при цьому балансових запасів вистачить на 440 років.

Внаслідок вичерпання якісних вугільних пластів, ускладнення горно-геологічних умов та використання високопродуктивної техніки без відділення породних прошарків зольність рядового вугілля на цей час збільшилась до 38-39%. Це потребує збагачення вугільної продукції. Виробнича потужність 44 фабрик, що збагачують енергетичне вугілля, перевищує 100 млн т на рік. Основними їх технологіями є збагачення у важких рідинах та відсадка, що ґрунтуються на різниці густин мінеральної та органічної речовин. При збагаченні видаляється і сірка, що входить до складу мінеральної речовини. Тому основною технологічною характеристикою при збагаченні вугілля є зольність, що відображає вміст мінеральної речовини.

На вугільних ТЕС України розміщено більше 60% встановлених генеруючих потужностей, вони виробляють більше 45% електроенергії, забезпечують покриття основної частини коливань навантаження в енергосистемі. Половина з 14 ТЕС спроектована для спалювання антрациту та пісного вугілля (марки А та П), решта - вугілля газової групи (марки Д, ДГ, Г). Практично всі котлоагрегати ТЕС використовують технологію пиловидного спалювання, переважно з рідким шлаковидаленням. Основною теплотехнічною характеристикою вугілля для пиловидного спалювання є калорійність, або нижча теплота згоряння на робочий стан палива Q_i^r, достатній рівень якої визначає умови теплового балансу для підтримки в нижній частині топки температури більше 1800 К, необхідної для забезпечення умов стабільного горіння факелу та рідкого шлаковидалення. При недостатній калорійності вугілля тепловиділення в нижній частині топки доповнюють підсвічуванням - додаванням природного газу або мазуту. Чим нижчим є вихід летких речовин, які сприяють займанню пилу в факелі, і навантаження котлоагрегату, тим більшим є необхідний рівень підсвічування при тій самій калорійності вугілля. Крім споживання більш дорогого газомазутного палива, негативними наслідками підсвічування є його випереджаюче реагування з киснем, внаслідок чого зменшується питома швидкість горіння вугілля та збільшується недопал вуглецю в золовому виносі.

У розробленому під керівництвом автора ДСТУ 4083-2002 «Вугілля кам'яне та антрацит для пиловидного спалювання на теплових електростанціях. Технічні умови» саме калорійність обрана як основний показник якості вугілля для пиловидного спалювання. Як додаткові, враховуються такі теплотехнічні показники, як вихід летких речовин на сухий беззольний стан палива V^daf, який визначає умови безпечного пилоприготування та стійкого займання факелу, загальна волога в робочому стані W_t^r, яка повинна задовольняти сушильну продуктивність вугільних млинів, та вміст загальної сірки на сухий стан палива S_t^d, який визначає питомі викиди оксидів сірки при спалюванні. Для полегшення стосунків ТЕС з вугільними підприємствами, які оцінюють якість вугілля за зольністю, в ДСТУ рекомендовано метод розрахунку калорійності вугілля за зольністю, вологою та характерними для кожної марки вугілля значеннями вищої теплоти згоряння для сухого беззольного стану палива Q_s^daf:

вугілля зольність енергетичний теплотехнічний

Q_i^r = Q_s^daf (1-A^d/100)(1-W_t^r/100) - 2,44 [W_t^r/100 + k(1-A^d/100) (1-W_t^r/100)], МДж/кг, (1)

де k - коефіцієнт, який враховує вміст водню у вугіллі в перерахунку на воду (усереднені значення 0,46 для кам'яного вугілля, 0,21 для антрациту). Впровадження ДСТУ сприяло відчутному збільшенню калорійності вугілля, що надходить на ТЕС, і зниженню обсягів споживання газомазутного палива (рис. 1).

На підставі ДСТУ 4083 у 2007 р. було розроблено прогресивну шкалу цін на енергетичне вугілля за зольністю і вологою (табл. 1), яка з урахуванням виразу (1) по суті є шкалою за калорійністю. Її застосування дозволило у 2009 р. знизити середню зольність енергетичного вугілля до 24-25%, частку газу і мазуту в паливній базі пило-вугільних ТЕС - до 3-4%. Проте передбачений урядовими постановами перехід на розрахунки за поставлене вугілля за його калорійністю гальмується тим, що розрахункові значення Q_i^r за формулою (1) відрізняються від лабораторно визначених на 0,3-0,8 МДж/кг, що значно перевищує допустиму похибку визначення 0,17 МДж/кг.

Таблиця 1

Марка вугілля	А	П	Г, ДГ, Г
Базова якість	Ad=19,8%, Wtr=7,6%	Ad=20,2%, Wtr=8,6%	Ad=23,0%, Wtr=8,9%
Базова ціна	527,76 грн./т (на 01.01.2010, без ПДВ і транспорту)
Знижка-надбавка за 1% відхилення зольності від базової при зольності Ad:
2,5%	18-22%	18-24%	20-25%
3,5%	22-25%	24-26%	25-27%
7,0%	25%	26%	27%
Знижка за 1% відхилення вологи від базової при волозі Wtr:
1,3%	7,6-10,0%	8,6-10,0%	8,9-12,0%
5,0%	10-11%	10-11%	12-14%

Для встановлення причин цієї розбіжності, а також впливу зольності на результати визначення показників Q_s^daf і V^daf, необхідний більш глибокий аналіз фізико-хімічних властивостей органічної (горючої) та мінеральної речовин вугілля. Перша з них є продуктом вуглефікації залишків древніх рослин та мікроорганізмів, друга в основному пов'язана з мінеральними речовинами, що відкладались водночас з органічними залишками або проникли до тріщин пластів у розчинах чи суспензіях, а також з уламками вміщуючи порід. Оскільки до 95% мінеральної речовини складається із золоутворюючих елементів силіцію, алюмінію, заліза, кальцію, магнію, натрію, калію, найчастіше про її склад судять по складу золи, яка є сумішшю оксидів цих елементів. Проте зольність не відповідає в точності мінеральній масі внаслідок, зокрема, таких перетворень мінеральної речовини при спалюванні вугілля:

- розкладу карбонатів, наприклад, СаСО₃ СаО + СО₂;

- втрати гідратної вологи, наприклад, CaSO₄2H₂O CaSO₄ + 2H₂O;

- окислення сульфідів заліза, наприклад, 4FeS₂ + 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂.

Ці перетворення є ймовірною причиною недостатньої точності розрахунку калорійності з використанням зольності, а також впливу мінеральної маси на вихід летких речовин. Врахування тільки розкладу карбонатів дає поправковий коефіцієнт до зольності 1,025-1,044 і підвищує точність розрахунку калорійності та визначення показників Q_s^daf і V^daf в широкому діапазоні зольності, проте не усуває розбіжності повністю. Методи ж лабораторного визначення мінеральної маси, мінеральної сірки та гідратної вологи або не використовуються внаслідок складності і недостатньої точності, або не стандартизовані. З цієї причини поведінку мінеральної речовини українського енергетичного вугілля при спалюванні до цього часу не вивчено.

В кінці розділу з урахуванням вищезазначеного виділені питання, що потребують вирішення для збільшення достовірності визначення теплотехнічних характеристик енергетичного вугілля в широкому діапазоні зольності, та на їх підставі сформульовано задачі досліджень.

У другому розділі представлено використані в роботі методи досліджень, включаючи методи відбирання і підготовки проб вугілля, ситового і фракційного аналізу, отримання представницьких фракцій вугілля різної зольності, технічного, елементного та калориметричного аналізу. Для кожного методу дослідження наведено допустимі межі точності визначення та оцінено похибки середніх значень.

Відбирання представницьких проб вугілля здійснювалось на пунктах випробування рядового вугілля шахт та збагачувальних фабрик з конвеєрних стрічок, в тому числі з використанням винайденого автором механізованого пробовідбірного пристрою. З об'єднаних проб стандартними механізованими методами подрібнення та скорочення (ДСТУ 4096-2002) готувались лабораторні проби крупністю 0-3 мм.

Для одержання з вихідних лабораторних проб зразків з різною зольністю використовувався оригінальний метод, оснований на розділенні проб у важкій рідині. У відповідності до стандартного методу фракційного аналізу (ДСТУ 3550-97) проби розшаровувались на спливлу (малозольну) та потонулу (високозольну) фракції у важких рідинах з густиною 1500 та 1800 кг/м³, з цих фракцій складались зразки із зольністю від 8-10% до 40%, які разом із зразком з вихідною зольністю піддавались технічному, елементному та калориметричному аналізу (рис. 2).

При технічному аналізі зразків визначались:

- загальна волога W_t^r та аналітична волога W^a - методом сушки наважки палива при температурі 105-110^оС в сушильній шафі та обчислення вмісту вологи за відносною втратою маси (ГОСТ 27314-91);

- вихід летких речовин V^a - за різницею втрати маси та вологи при нагріванні палива до 900^оС протягом 7 хв. без доступу повітря (ГОСТ 6381-91);

- зольність А^a - по масі залишку після пропалювання в муфельній печі в стандартних умовах нагріву та витримки 90 хв. при (815+10)^оС (ГОСТ 11022-95).

При елементному аналізі зразків визначались:

- вміст загальної сірки - методом Ешка, тобто спалюванням наважки вугілля разом із сумішшю оксиду магнію та безводного карбонату натрію з перетворенням різновидів сірки на сульфати, екстрагуванням сульфатів та визначенням сірки гравіметричним методом після осадження сульфатів хлоридом барію (ДСТУ 3528-97);

- вміст вуглецю та водню - методом Лібіха, тобто спалюванням наважки вугілля в потоці кисню з уловленням і гравіметричним визначенням утворених діоксиду вуглецю та води з вирахуванням аналітичної вологи (ГОСТ 2408.1-95);

- вміст кисню та азоту - за різницею між масою аналітичною наважки, зольністю, вмістом вуглецю, водню та сірки, з вирахуванням кисню від аналітичної вологи (ДСТУ ISO 17247:2009).

Вищу теплоту згоряння Q_s^a визначали методом повного спалювання наважки палива в кисні під тиском в калориметричній бомбі за сталого об'єму і вимірювання приросту температури в калориметричній судині, що оточує бомбу, з поправками на утворення сірчаної та азотної кислоти (ГОСТ 147-95, ДСТУ ISO 1928:2004).

Перерахунок аналітично визначених показників (а) на різні стани палива (d - сухий, daf - сухий беззольний, r - робочий) здійснювали згідно з ГОСТ 27313-95 (ИСО 1170-77). При цьому враховувалось, що з показників виходу летких речовин і вмісту вуглецю не вирахуваний внесок діоксиду вуглецю карбонатів, визначення якого не дістало поширення внаслідок складності і низької точності, а з показників виходу летких речовин і вмісту водню - внесок гідратної вологи, визначення якої не стандартизоване.

Характеристики точності використаних в роботі стандартних методів аналізу без врахування цих поправок наведені в табл. 2.

Таблиця 2

Найменування	Позначення	Повторюваність (по тій самій аналітичній пробі в одній лабораторії)	Відтворюваність (по тій самій лабораторній пробі в двох лабораторіях)
Волога аналітична	Wа	0,2% абс.	-
Вихід летких речовин	Va	0,3% абс. (Va 10%) 3% отн. (Va 10%)	0,5% абс. (Va 10%) 4% отн. (Va 10%)
Зольність	Aa	0,2% абс. (Aa 10%) 2% отн. (Aa 10%)	0,3% абс. (Aa 10%) 3% отн. (Aa 10%)
Сірка загальна	Std	0,05% абс. (Std 5%) 0,1% абс. (Std 5%)	0,1% абс. (Sta 5%) 0,2% абс. (Sta 5%)
Вуглець	Ca	0,25% абс.	0,5% абс.
Водень	Ha	0,12%	0,3% абс.
Теплота згоряння	Qsa	0,085 МДж/кг	0,170 МДж/кг

В усіх аналізах результат приймався по середньому з двох визначень по тій самій аналітичній пробі в одній лабораторії, тому довірчий інтервал результату є в 2^1/2 = 1,41 рази меншим, ніж допустимий інтервал повторюваності з табл. 2.

В третьому розділі представлено результати експериментальних досліджень залежності теплоти згоряння, виходу летких речовин, вмісту сірки та елементного складу вугілля енергетичних марок від зольності у широкому діапазоні її зміни, експериментальне визначення внеску органічної і мінеральної речовин вугілля у спостережуване значення виходу летких речовин і вмісту сірки.

Для проведення досліджень відібрано проби вугілля марок ДГ, Г, П, А на шахтах Донецького басейну продуктивністю більше 0,8 млн т на рік, а також марок Г і ГЖ на шахтах Червоноградська та Степова Львісько-Волинського басейну (табл. 3).

Таблиця 3

Шахта	Марка вугілля	Річна продук-тивність, млн т	Обсяг випро-бування, тис. т	Wtr, %	Ad, %	Vdaf, %
Добропільська	Г	1,1	11,4	3,9	41,6	40,8
Білозерська	Г	0,8	2,4	4,9	45,2	41,6
Півд.донбаська №3	Г	1,2	3,2	3,7	46,5	42,5
Півд.донбаська №1	ДГ	1,2	7,4	5,1	42,3	42,9
Червоноградська	Г	0,4	2,2	5,9	50,9	39,3
Степова	ГЖ	0,6	2,6	6,5	23,5	36,8
Жданівська	П	0,8	3,3	5,5	19,5	8,1
Червоний Партизан	А	1,9	9,5	7,0	49,3	6,8

Експериментальні дослідження показали, що із зростанням зольності зразків вугілля всіх марок величини Q_s^daf зменшуються, V^daf - збільшуються, причому їх залежності від зольності нелінійні (рис. 3). Так само нелінійно із зростанням зольності зменшується вміст вуглецю і збільшуються вміст сірки, водню, кисню та азоту.

Для знаходження аналітичного вигляду залежностей теплотехнічних показників вугілля від зольності найбільш доцільно визначити координати, в яких ці залежності мали б лінійний характер. Виявилось, що залежності Q_s^d = f(A^d) (рис. 4) близькі до лінійних з коефіцієнтом кореляції R², розрахованим у програмному пакеті Excel, не меншим ніж 0,9995, і апроксимуються виразом

Q_s^d = Q_s^daf (100 - К_ммA^d)/100, (2)

де Q_s^daf відповідає дійсному значенню вищої теплоти згоряння на сухий беззольний (при „нульовій” зольності) стан палива і знаходиться за перетином прямих з віссю ординат, а К_мм відповідає відношенню мінеральної маси до зольності і знаходиться за тангенсом кута нахилу прямих.

Так само близькими до лінійних виявились залежності V^d = f(A^d) та S_t^d = f(A^d) (рис. 5), причому трохи більший розкид значень по сірці порівняно з виходом летких речовин пов'язаний лише з більшою відносною похибкою визначення загальної сірки. Ці залежності апроксимуються виразами, що враховують внески мінеральної речовини до виходу летких речовин та вмісту загальної сірки на суху масу вугілля:

V^d = V^daf(100-A^d)/100+V^АA^d/100, (3)

S_t^d = S^daf(100-A^d)/100+S^АA^d/100, (4)

де V^А - частка летких речовин (продуктів термічного розкладу мінеральної речовини в умовах визначення виходу летких речовин) на зольну масу вугілля, S^А - вміст загальної сірки в зольній масі вугілля.

В табл. 4 зведені результати числової обробки експериментальних даних для всіх досліджених проб вугілля. Їх аналіз показує наступне:

- величини Q_s^daf виявились більшими, ніж усереднені по марках значення в ДСТУ 4083, де вони стандартно визначались по пробах, збагачених до зольності 8-10%. Оскільки вплив розкладу мінеральної речовини існує у всьому діапазоні зольності, стандартно визначені величини Q_s^daf виявляються заниженими;

- величини К_мм виявились значно більшими, ніж ті, що розраховані з урахуванням тільки розкладу карбонатів (1,025-1,044), що показує значний внесок інших реакцій термічного розкладу мінеральної речовини при спалюванні вугілля;

- величина V^А для всіх марок виявилась порівняною, але меншою, ніж різниця між мінеральною масою та зольністю (К_мм - 1)100. Це погоджується з відомими даними про те, що при стандартному визначенні виходу летких речовин мінеральна речовина вугілля розкладається не повністю;

Таблиця 4

Шахта	Марка	Qsdaf, МДж/кг	Кмм	Vdaf, %	VА, %	Sdaf, %	SА, %
Добропільська	Г	34,4	1,13	35,2	7,4	1,47	2,28
Білозерська	Г	34,5	1,10	33,8	8,5	1,68	1,79
Півд.донбаська №3	Г	34,7	1,08	38,1	5,1	0,94	1,28
Півд.донбаська №1	ДГ	34,0	1,10	40,1	3,4	1,15	2,25
Червоноградська	Г	34,9	1,12	32,8	6,8	0,50	0,16
Степова	ГЖ	35,5	1,12	35,5	4,0	1,74	5,46
Жданівська	П	36,0	1,10	6,4	9,8	1,76	3,04
Червоний Партизан	А	33,8	1,08	1,1	7,8	1,05	0,77

- для вугілля марок ДГ, Г, ГЖ внесок мінеральної частини до виходу летких речовин малий порівняно з органічною, тому із зростанням зольності величина V^d зменшується. Навпаки, для пісного вугілля і антрациту внесок мінеральної частини великий порівняно з органічною, тому із зростанням зольності величина V^d збільшується. Це важливо для розрахунку умов займання та горіння вугільного пилу, оскільки на умови займання і необхідну частку підсвічування впливають леткі речовини тільки органічної частини вугілля. З іншого боку, оскільки продукти розкладу мінеральної частини не є горючими, вони не впливають на умови безпечного пилоприготування та займання факелу і не повинні враховуватись при визначенні марочної приналежності вугілля в партіях, що надходять на ТЕС;

- внесок мінеральної сірки до вмісту загальної сірки менше, ніж органічної, має місце лише для антрациту та шахти Червоноградська. В решті випадків він більше, тому із зростанням зольності вугілля вміст загальної сірки в ньому збільшується.

Практичну цінність встановленої залежності калорійності від зольності показано на рис. 6, де з результатами калориметричного аналізу співставлені розрахункові значення, одержані різними методами: за ДСТУ 4083 (формула (1)), за ГТР 34.09.110 (формула (1) с поправковими коефіцієнтами для зольності 1,025-1,044) і за формулою (2) з уточненими значеннями Q_s^daf та К_мм з табл. 4. В першому випадку стандартне відхилення різниць між експериментальними та розрахунковими значеннями становить від 315 до 690 кДж/кг, у другому близько 250 кДж/кг, в третьому не перевищує 84 кДж/кг, тобто вкладається в довірчий інтервал лабораторного визначення. Так само, для всіх проб стандартне відхилення різниць між експериментальними та розрахунковими значеннями V^d і S_t^d не перевищило допустимих меж повторюваності. Тому залежності (2)-(4) з використанням даних табл. 4 можна рекомендувати як метод розрахунку відповідних теплотехнічних характеристик вугілля.

Слід відзначити, що дана методика не потребує визначення гідратної вологи та різновидів сірки. Це дозволяє її застосувати в будь-якій вуглехімічній лабораторії, оснащеній калориметром. Для визначення базових теплотехнічних характеристик вугілля достатньо використати 3 зразки: вихідну пробу, спливлу і потонулу фракції.

Природу впливу мінеральної речовини на теплотехнічні характеристики вугілля, а саме - внески реакцій її термічного розкладу, можна оцінити за складом частини мінеральної речовини, що розкладається. Для цього слід знайти залежності вмісту вуглецю, водню, кисню та сірки на суху масу вугілля від мінеральної маси вугілля, яку в першому наближенні можна розрахувати як ММ^d = К_ММ А^d. На рис. 7 показано, що ці залежності близькі до лінійних. Вони апроксимуються виразами

С^d = С^орг(100 - К_ммA^d)/100 + С^МК_ммA^d/100, (5)

Н^d = Н^орг(100 - К_ммA^d)/100 + Н^МК_ммA^d/100, (6)

S_t^d = S^орг(100 - К_ммA^d)/100 + S^МК_ммA^d/100, (7)

де індекси орг та М відносяться до органічної та мінеральної частин вугілля. В табл. 5 наведені виходи мінеральних вуглецю, водню та сірки, а також внесок мінеральної речовини до виходу летких речовин V^м, у відсотках мінеральної маси. Для всіх проб сумарний вміст елементів в продуктах розкладу мінеральної частини близький до різниці між мінеральною масою та зольністю (К_мм - 1)100 з розбіжністю меншою, ніж допустимі межі повторюваності при визначенні зольності. Для вугілля з S^м 3% сумарний вихід елементів при спалюванні близький до V^м; це свідчить, що основні

Таблиця 5

Шахта	Марка	Кмм	См, %	Нм, %	(N+O)м, %	Sм, %	, %	Vм, %
Добропільська	Г	1,13	1,81	1,30	6,33	2,19	11,63	10,61
Степова	ГЖ	1,12	0,34	1,44	3,90	5,05	10,73	7,39
Жданівська	П	1,10	3,12	0,69	2,34	2,93	9,08	9,55
Червоний Партизан	А	1,08	2,17	0,55	3,90	0,79	7,41	7,33

перетворення мінеральної речовини відбуваються ще на стадії піролізу. Для вугілля шахти Степова з S^м 5% сумарний вихід елементів перевищує V^м, що підтверджує відомий факт про неповний вихід мінеральної сірки на стадії піролізу вугілля.

В табл. 6 наведені виходи продуктів термічного розкладу мінеральної речовини вугілля, оцінені в припущенні, що основними реакціями є розклад карбонатів, відщеплення гідратної вологи та окислення сульфідів, з використанням даних табл. 5 в перерахунку на мольні виходи елементів і продуктів. Видно, що для вугілля марок П та А втрата гідратної вологи дає порівняний, а марок ГЖ та Г - більший внесок до втрати маси мінеральної речовини, ніж розклад карбонатів. Це пояснює причину, з якої величина К_мм, встановлена в цьому дослідженні, значно перевищує поправку до зольності, розраховану тільки за розкладом карбонатів, і підтверджує, що для перерахунку теплотехнічних характеристик вугілля на різні стани та на різну зольність палива врахування одного лише розкладу карбонатів недостатньо.

Таблиця 6

Шахта	Марка	СО2м, %	Н2Ом, %	SО2м, %
Добропільська	Г	6,64	11,70	4,38
Степова	ГЖ	1,23	12,96	10,10
Жданівська	П	11,44	6,21	5,86
Червоний Партизан	А	7,96	4,95	1,58

Четвертий розділ присвячено розробці рекомендацій для практичного використання результатів експериментальних досліджень.

З наведених матеріалів випливає, що при розрахунку теплотехнічних характеристик і їх перерахунку вугілля на різні стани палива більш коректним, ніж зольності, є використання мінеральної маси ММ, а для практичних потреб - зольності з коефіцієнтом мінеральної маси К_ммA^d. В зв'язку з цим рекомендуються уточнення ряду нормативних документів з якості, випробування та аналізу вугілля. Їх перелік наведений в табл. 7. Зокрема, пропонується у всіх розрахункових формулах замість A^d використовувати величину К_ммA^d, наприклад, для розрахунку калорійності:

Q_i^r=Q_s^daf(100-A^dК_мм)(100-W_t^r)/10000-2,44[W_t^r+k(100-A^dК_мм)(100-W_t^r)/10000], (8)

для перерахунку калорійності із зольності А₁ на зольність А₂ за сталої вологи:

Q_i^r₍₂₎ = Q_i^r₍₁₎(100 - А₂К_мм) / (100 - А₁К_мм), (9)

і наводити довідкові значення К_ММ = 1,08-1,13 в залежності від марки вугілля.

Таблиця 7

Документ	Назва	Положення, що потребують уточнення
ДСТУ 3472-96	Вугілля буре, кам'яне та антрацит. Класифікація	В табл. 1 - уточнення класифікаційних меж по марках за виходом летких речовин Vdaf, для пісного вугілля і антрациту - за теплотою згоряння Qsdaf. В п. 3.3 - уточнення визначення Vdaf та Qsdaf для марочної ідентифікації вугілля
ДСТУ 4083-2002	Вугілля кам'яне та антрацит для пиловидного спалювання на теплових електростанціях. Технічні умови	В додатку Б - уточнення формули Qir з урахуванням Кмм. В додатку В - уточнення довідкових значень Qsdaf, введення довідкових значень Кмм по марках.
ГОСТ 27313-95 (ИСО 1170-77)	Топливо твердое минеральное. Обозначение показателей качества и формулы пересчета результатов анализа для различных состояний топлива	Уточнення пп. 4.4-4.9 з урахуванням мінеральної маси ММа = КММ Аа. Зміна п. 4.10 з урахуванням визначення мінеральної маси по пробах, розшарованих у важкої рідині.
ДСТУ ISO 1928:2004	Палива тверді мінеральні. Виз-начення вищої теплоти згорян-ня методом спалювання в кало-риметричній бомбі та розраху-нок нижчої теплоти згоряння	Уточнення пунктів, що стосуються перерахунку теплоти згоряння на іншій стан палива і на іншу зольність, з вико-ристанням мінеральної маси або вели-чини AdКмм при розрахунку Qir і Qsdaf.
ГОСТ 6382-91 (ИСО 562-81)	Топливо твердое минеральное. Методы определения выхода летучих веществ	Уточнення п. 1.8 - перерахунок виходу летких речовин на суху беззольну масу з використанням мінеральної маси або величини AdКмм.
ГОСТ 2408.1-95 (ИСО 625-75)	Топливо твердое. Методы определения углерода и водорода	В п. 4.9.4 - уточнення перерахунку вуглецю і водню з аналітичного на інший стан палива з урахуванням мінеральної маси або величини AdКмм.
ГТР 34.09.110-2003	Вхідний контроль палива на ТЕС та організація претензійної роботи. Методичні вказівки	В п. 5.1.4, примітка 4 - уточнення рекомендованих значень Кмм по марках енергетичного вугілля.

Оскільки на цей час відповідність калорійності вугілля на приході ТЕС і на виробництво не нормується, склалася ситуація, коли фактичні техніко-економічні показники ТЕС (питому витрату палива на відпуск електроенергії, необхідну частку підсвічування) розраховують за калорійністю вугілля, поданого на виробництво, а прогнозні - за зольністю и вологою вугілля на приході, що викликає значні розбіжності. Для удосконалення планування техніко-економічних показників роботи ТЕС:

хімічним лабораторіям ТЕС рекомендується для практичного використання метод розділу вугілля у важкій рідині та аналіз зразків різної зольності з метою уточнення величин Q_s^daf та V^daf у партіях. Оскільки сировинна база вугільного підприємства з часом практично не змінюється, після статистично вірогідного визначеннявеличин Q_s^daf та К_мм, V^daf та V^А для кожного постачальника їх можна використовувати для експрес-оцінки калорійності і виходу летких речовин, а також при плануванні калорійності вугілля по договірному рівню зольності;

- претензійним групам ТЕС рекомендується узагальнити величини Q_s^daf та К_мм, V^daf та V^А для постійних постачальників і використовувати їх для контролю марочної приналежності вугілля в партіях, що викликають сумніви;

- виробничо-технічним відділам ТЕС рекомендується порівнювати величини Q_s^daf та К_мм, V^daf та V^А по вугіллю, що подається на виробництво, з показниками вугілля на приході, та перераховувати калорійність вугілля із зольністю на приході на зольність на виробництво з використанням замість зольності величини A^dК_мм.

В цінах на 01.01.2010 показано, що при переході на ціни вугілля за калорійністю впровадження більш точних методів її розрахунку дасть уточнення ціни вугілля на 7 грн./т, що при річній витраті однієї ТЕС 2 млн т вугілля відповідає 14 млн грн.

Показники S^daf та S^А доцільно використовувати для планування питомих і валових викидів діоксиду сірки та для визначення оптимального ступеню збагачення вугілля в залежності від співвідношення між мінеральною и органічною сіркою. В роботі показано, що питомі викиди діоксиду сірки при спалюванні вугілля пропорційні до відношення вмісту загальної сірки S_t^d до горючої маси палива. З урахуванням встановленої залежності (4) це можна записати у вигляді:

SО₂ 100S_t^d/(100 - К_ммA^d) = S^орг+ S^МК_ммA^d/(100 - К_ммA^d). (10)

З урахуванням цінової шкали за калорійністю вугілля та величини екологічних виплат це дає змогу визначити ступінь збагачення вугілля, оптимальну за співвідношенням «вартість тонни умовного палива - виплати за викиди діоксиду сірки при його спалюванні». Інший спосіб полягає у визначенні ціни 1 тонни горючої маси вугілля Ц_г із зольністю A^d з вирахуванням виплат за викиди діоксиду сірки:

Ц_г=Ц_б(1-0,025(A^d-A^d_б))/(1-К_ммA^d/100)+Ц_so20,02(S^орг+S^МК_ммA^d/(100-К_ммA^d)), (11)

де Ц_б - базова ціна 1 тонни вугілля при базовій зольності A^d_б, 0,025 - знижка-надбавка за відхилення зольності від базової на 1%, Ц_so2 - виплата за викид 1 тонни so₂, 0,02 - коефіцієнт перерахунку від вмісту загальної сірки, %, на викиди so₂, т.

Наприкінці розділу наведені відомості про використання результатів досліджень і розробок, представлених в роботі, загалом шістьма організаціями.

ВИСНОВКИ

1. В дисертаційній роботі на основі результатів експериментальних дослід-жень залежності теплоти згоряння, виходу летких речовин, вмісту сірки та елементного складу вугілля від зольності у широкому діапазоні її зміни, внеску органічної і мінеральної речовин до виходу летких речовин і вмісту сірки, складу продуктів термічного розкладу мінеральної речовини визначено вплив мінеральних компонентів на теплотехнічні характеристики енергетичного вугілля і уточнено методи розрахунку калорійності, виходу летких речовин і вмісту сірки по зольності і волозі вугілля для забезпечення проектних вимог котлоагрегатів з якості палива, що сприяє вирішенню важливої науково-прикладної задачі - розробці методів підвищення ефективності спалювання вугілля та покращення екологічних показників вугільних ТЕС.

2. Покладена в основу дослідження оригінальна методика розділення лабораторних проб вугілля у важкій рідині, формування зразків з різною зольністю та їх аналізу вперше дозволила визначити залежність теплоти згоряння від зольності вугілля, внесок органічної і мінеральної речовин у спостережувані значення виходу летких речовин і вмісту сірки в широкому діапазоні зольності, оцінити склад продуктів термічного розкладу мінеральної речовини при спалюванні українського енергетичного вугілля різних марок та басейнів.

3. Експериментально встановлено, що позірний вплив зольності на теплоту згоряння, вихід летких речовин та елементний склад сухої беззольної маси вугілля обумовлений використанням у стандартних методах розрахунку показників на різний стан палива зольності замість мінеральної маси вугілля.

4. Експериментально уточнено частку мінеральної речовини вугілля, що розкладається при спалюванні, та вперше оцінено її склад. За співвідношенням мольних часток вуглецю, водню і сірки в продуктах спалювання доведено, що різниця між визначенням мінеральної речовини і зольності пов'язана не тільки з розкладом карбонатів, а і з втратою гідратної вологи, з окисленням сульфідів та з іншими реакціями термічного розкладу мінеральної речовини, і вперше знайдено їх внесок.

5. Вперше експериментально встановлено залежність вищої теплоти згоряння для сухого стану від зольності вугілля, на підставі чого уточнені значення вищої теплоти згоряння для сухого беззольного стану палива і знайдено поправкові коефіцієнти до зольності К_мм для розрахунку калорійності. Значення К_мм (1,08-1,13) вияви-лись більшими, ніж прийняті в нормативних документах з урахуванням тільки розкладу карбонатів (1,025-1,083). Вони співпадають з часткою мінеральної речовини, що розкладається, і погоджуються із зарубіжними даними, одержаними з використанням складних методів визначення гідратної вологи та різновидів сірки у вугіллі.

6. Розроблено метод розрахунку калорійності з урахуванням внеску розкладу мінеральної речовини при спалюванні, який в широкому діапазоні зольності дає результати більш точні, ніж існуючі розрахункові методи, і з розбіжністю з результатом стандартного лабораторного визначення в допустимих межах повторюваності.

7. Показано, що позірне збільшення виходу летких речовин із зростанням зольності вугілля пов'язане з виходом продуктів термічного розкладу мінеральної речовини при піролізі. Вперше в широкому діапазоні зольності експериментально встановлені внески виходу летких речовин органічної і мінеральної речовин при спалюванні українського енергетичного вугілля.

8. Вперше експериментально встановлено залежність вмісту загальної сірки від зольності на суху масу вугілля, на підставі чого у широкому діапазоні зольності визначено внесок органічної і мінеральної сірки в утворення шкідливих речовин при спалюванні українського енергетичного вугілля.

9. Розроблено методи розрахунку виходу летких речовин і вмісту сірки в енергетичному вугіллі у широкому діапазоні зольності з розбіжністю з результатом стандартного лабораторного визначення в допустимих межах повторюваності.

10. Розроблено уточнені положення нормативних документів з визначення класифікаційних показників і теплотехнічних характеристик енергетичного вугілля з урахуванням впливу розкладу мінеральної речовини при його спалюванні, рекомендації з удосконалення обліку палива та планування техніко-економічних показників ТЕС, а також з вибору оптимального ступеню збагачення вугілля за співвідношенням «вартість тонни умовного палива - виплати за викиди діоксиду сірки при його спалюванні» з урахуванням розподілу мінеральної та органічної сірки. Результати досліджень та розробок використані НАК „Енергетична компанія України”, ДП „Вугілля України”, Технічним комітетом з стандартизації ТК 92, Державною інспекцією з контролю якості вугільної продукції, вугільними підприємствами.

11. Достовірність та обґрунтованість результатів забезпечена використанням стандартних методів аналізу вугілля та числової обробки, їх відповідністю до результатів зарубіжних досліджень з використанням більш складних методів аналізу.

Основні публікації по темі дисертації

Насєдкін Ю. О. Принципи ціноутворення на вугільну продукцію для теплових електростанцій / Ю. О. Насєдкін, М. В. Чернявський, С. В. Яцкевич, Ю. М. Філіп-пенко // Енергетика: економіка, технології, екологія. - 2001. - № 1. - С. 71-74.

Чернявский Н. В. Нормативная база по качеству угля для сжигания на ТЭС Украины / Н. В. Чернявский, П. Т. Скляр, Ю. Н. Филиппенко [и др.] // Угольная теплоэнергетика: проблемы реабилитации и развития: научно-практ. конф., 17-18 сентября 2006 г. - Алушта, 2006. - С. 57-60.

Скляр П. Т. Пути повышения качества добываемых углей и товарной угольной продукции / П. Т. Скляр, Ю. Н. Филиппенко // Збагачення корисних копалин: науково-технічний збірник. - Дніпропетровськ, Нац. гірн. університет. - 2008. - Вип. 34 (75).- С. 42-47.

Курченко И. П. Состояние и перспективы развития углеобогащения в Украине / И. П. Курченко, Ю. Н. Филиппенко // Збагачення корисних копалин: науково-тех-нічний збірник. - Дніпропетровськ, Нац. гірн. університет. - 2008. - Вип. 33 (74). - С. 30-37.

Филиппенко Ю. Н. Достоверность определения теплоты сгорания и выхода летучих веществ каменных углей в широком диапазоне зольности / Ю. Н. Филиппенко, Е. В. Рудавина, П. Т. Скляр, Н. В. Чернявский // Энерготехнологии и ресурсосбережение. - 2009. - № 2. - С. 11-17.

Филиппенко Ю.Н. Анализ качества добываемого угля и продуктов его переработки / Ю. Н. Филиппенко // Збагачення корисних копалин: науково-технічний збірник. - Дніпропетровськ, Нац. гірн. університет. - 2009. - Вип. 38 (78).- С. 24-29.

Чернявський М. Нормативні та цінові важелі забезпечення якості вугільної продукції для ТЕС України / М. Чернявський, Ю. Філіппенко, О. Мойсеєнко // В зб.: Теплова енергетика - нові виклики часу (за ред. П. Омеляновського, Й. Мисака). - Львів: НВФ «Українські технології», 2009. - С. 122-132.

Филиппенко Ю. Н. Влияние зольности на теплоту сгорания, выход летучих и содержание серы в энергетических углях Украины / Ю. Н. Филиппенко, Е. В. Рудавина, Н. В. Чернявский // В сб.: Современная наука. - 2010. - №1(3). - С. 56-59.

Филиппенко Ю. Н. Вклад минеральной массы в наблюдаемые значения выхода летучих веществ и элементного состава угля / Ю. Н. Филиппенко, Е. В. Рудавина, П. Т. Скляр, Н. В. Чернявский // Збагачення корисних копалин: науково-технічний збірник. - Дніпропетровськ, Нац. гірн. університет.- 2010.- Вип. 40(81).- С.26-31.

...