Выполнен анализ подходов к обеспечению надежности функционирования энергообъектов за рубежом и изложены основные направления формирования нормативной базы обеспечения комплексной надежности национальных электроэнергетических систем (ЭЭС) на всех этапах их функционирования. Выявлена проблема необходимости комплексной оценки технико-экономической эффективности энергетической системы с множеством энергообъектов. Сформирована методологическая основа системы нормативного регулирования надежности и безопасности энергетики и обеспечения ее функционирования.

Рассматривается одна из задач долгосрочного прогнозирования ТЭК - количественная оценка стратегической угрозы возможного дефицита мощности в системах энергоснабжения из-за инвестиционных рисков. Предложен методический подход к решению этой задачи. Его основные особенности: сочетание оптимизации с методом статистических испытаний (Монте-Карло); учет характера неопределенности исходных данных; оценка эффективности, вероятности реализации и рискованности разных вариантов и проектов энергоснабжения в меняющихся условиях.

Проанализированы условия создания газотурбинных двигателей (ГТД) средней и большой мощности с применением отечественных технологий и комплектующих, произведенных на территории России. Сделан вывод о недостаточности объема внутреннего рынка для окупаемости затрат энергомашиностроительных компаний на производство двигателей в диапазонах мощности 60 - 80, 110 - 130, 170 - 200 МВт и выше, что ведет к необходимости выхода на мировой рынок. Сформулированы необходимые условия начальной фазы развития проектов, главное из которых - появление реальных бенефициаров-производителей газотурбинного оборудования.

Рассмотрено состояние нормативной базы в области вибрационной надежности. Отмечается, что понятие абсолютной вибрации вала для специалистов практиков по вибрационной наладке, ремонту и эксплуатации является новым. Показано, что при выполнении эксплуатационных норм на вибрацию остаточный дисбаланс может в несколько раз превышать допустимый при заводской балансировке. Приведены примеры, обосновывающие указанные противоречия. Даются рекомендации по совершенствованию системы стандартов.

Приведены основные критерии «наилучших доступных технологий» в соответствии с законодательством РФ. Описана текущая ситуация с системой подготовки, повышения квалификации и профессиональной переподготовки инженерного персонала энергетических предприятий и производств. Указаны основные причины несоответствия квалификации персонала современным требованиям в энергетике в целом, и в области природоохранных технологий в частности. Обозначены основные пути решения проблемы несоответствия современным требованиям квалификации инженерного персонала энергетических предприятий и производств.

Рассмотрена математическая модель расчета эффективности теплообмена в каналах с мелкими хаотичными элементами. Использован метод единиц переноса из теории массопередачи для насадочных колонн. Получены выражения для определения длины зоны охлаждения (или нагрева) среды в хаотичном слое. Выполнена сравнительная оценка длины зоны нагрева при движении теплоносителя в пустотелой трубе при ламинарном режиме и турбулентном режиме в трубе с насадкой.

Приводятся параметры потенциально осуществимых режимов работы Казанской ТЭЦ-3, полученных в результате оптимизационных расчетных исследований для трех характерных суток года. Расчетные исследования произведены с помощью специализированного программного комплекса на фактический состав оборудования и отпуск тепловой энергии. Приведено сравнение полученных результатов с параметрами фактических режимов работы электростанции. Определен экономический эффект от корректировки режимов в соответствии с рекомендуемыми расчетными данными.

Раскрывается административно-оперативная структура ТЭЦ, работающая по цеховой модели управления. Приведены анализ и оценка организационной структуры и численности персонала ТЭЦ. Произведены расчеты величины управляемости децентрализованной системы подчинения на ТЭЦ и избыточности численности персонала. Разработана и представлена укрупненная модель трансформации организационной структуры, предложены процессные решения управления на ТЭЦ при бесцеховой модели.

Рассмотрено влияние повышения теплозащиты ограждающих конструкций жилых зданий на их энергетический баланс в ходе реновации объектов с целью доведения их теплозащиты до уровня современных требований. Предложена простейшая схема теплоснабжения реконструированных объектов за счет присоединения их к обратной магистрали существующей теплосети, позволяющая обеспечить необходимый уровень теплоснабжения. Проведены расчеты, доказывающие справедливость данного вывода в расчетном зимнем режиме и для точки излома температурного графика на основе рассмотрения уравнения теплоотдачи отопительных приборов.

Для систем внутрицехового электроснабжения возникает задача определения характеристик функционирования оборудования для всего периода эксплуатации. На основании приведенных вычислений выявлены элементы сетей, оказывающие значительное влияние на структурные и функциональные параметры системы электроснабжения.

Задачей исследования является разработка уравнения регрессии, позволяющего рассчитать величину потенциала энергосбережения теплоснабжающего предприятия. Потенциал энергосбережения оценивает размер возможного снижения потребления энергетических ресурсов на предприятии. Данный показатель должен учитываться при установлении ежегодных нормативных значений снижения затрат на энергоресурсы всех организаций. В качестве индикаторов эффективности были определены показатели, связанные с удельными расходами энергоресурсов и воды.

Предложен метод, позволяющий строить оптимальную структуру сложной замкнутой технической системы, в частности, такую как электрическая сеть. Дано описание экономико-математической модели поиска минимальных затрат с сохранением условий обеспечения заданного уровня надежности. Для поиска оптимального решения задачи разработана пошаговая процедура реализации метода «ветвей и границ». Представленный метод позволяет путем учета критериев надежности и экономичности формировать оптимальную структуру сложной технической системы.

Представлен анализ повреждаемости пароструйных эжекторов паровых турбин ТЭС конденсационной установки - технологической подсистемы, в которой функционирует эжектор. Рассмотрены безотказность, долговечность и ремонтопригодность эжекторов. Показано, что отказы эжекторов, как правило, приводят к отказам турбины и в основном определяются отказами охладителей. Представлено сравнение долговечности эжекторов с теплообменными аппаратами ПТУ. Проанализирована ремонтопригодность конструктивных схем эжекторов. Показана перспективность конструкций эжекторов с охладителями с выносными трубными пучками.

Исследована статистика отказов поверхностей нагрева семи пылеугольных котлов. Установлен факт неудовлетворительного обновления змеевиков, отработавших ресурс. Определен ресурс котлов по критерию нецелесообразности их дальнейшей эксплуатации, при условии неизменности в дальнейшем ремонтной политики в отношении поверхностей нагрева. Для сценария ремонтной политики, заключающегося в поддержании средней наработки на отказ котла не ниже 4000 ч, оценен ресурс отдельных проблемных поверхностей нагрева и групп поверхностей нагрева повышенной надежности. Выявлены поверхности нагрева, являющиеся критическими по показателям безотказности и долговечности.

Развитие современных энергетических газовых турбин предполагает увеличение мощности, уменьшение расхода топлива, увеличение общей надежности функционирования турбины и, как следствие, увеличение ресурса. В связи с этим возникает потребность в инновационных подходах к совершенствованию и разработке нового поколения металлических и керамических материалов для деталей и покрытий различного функционального назначения, обладающих повышенной стойкостью к разрушению в условиях воздействия циклических термомеханических напряжений и агрессивных сред.