Протягом 2017-2021 рр. лабораторія ППЕ виконала держбюджетну тему за програмою КПКВК 1030 “Розвиток технологій пиловидного спалювання для створення нових та реконструкції існуючих антрацитових і газомазутних котлоагрегатів з їх переведенням на вітчизняне газове вугілля”, в конкурсній темі за програмою КПКВК 1230 “Розробка науково-технічних засад впровадження чистих вугільних технологій шляхом оптимізації процесів термічної конверсії палива, підвищення їх екологічності та залучення нових палив” (2018-2019) виконала окремий розділ “Розробка методів зниження викидів сірчистого ангідриду з теплових електростанцій на основі дослідження сірковміщуючих мінеральних включень та зміни їх вмісту при збагаченні енергетичного вугілля”.

Крім того, за цей період лабораторія ППЕ виконала дві конкурсні теми та один інвестиційний науково-технічний проект НАН України, одну тему за конкурсом МОН, чотири зарубіжні контракти і низку робіт на замовлення вітчизняних генеруючих, вугільних компаній, котлобудівних та пуско-налагоджувальних організацій.

Особливістю більшості виконаних робіт було спрямування на вирішення нагальних потреб теплової енергетики України в умовах припинення поставок проектних палив з Донбасу та необхідність досягнення світового рівня показників паливовикористання на діючому обладнанні теплових електростанцій без припинення відпуску електроенергії, що потребувало глибокого наукового підґрунтя.

Зокрема, на підставі експериментальних досліджень одержано дані з внеску кінетичної та дифузійної складових реагування вугільних частинок різного ступеню метаморфізму і зольності; розвинуто методи розрахунку швидкості горіння частинок в перехідній області реагування; встановлено, що при спалюванні суміші антрациту з газовим вугіллям зменшення швидкості горіння антрациту за рахунок зниження концентрації кисню, що витрачається на горіння летких речовин газового вугілля, за умови наявності надлишку повітря може бути значною мірою компенсоване збільшенням температури факелу внаслідок інтенсивного тепловиділення при згорянні летких речовин і більш реакційного коксового залишку газового вугілля. Визначено вплив зольності, крупності та вмісту вологи на схильність вугільного пилу до самозаймання та вибуху, встановлено лінійну залежність вмісту сірки від зольності вихідного вугілля, породи та концентрату, розроблено спосіб розрахунку очікуваного вмісту сірки в концентраті, розроблено спосіб визначення прогнозного рівня викидів SO₂ при спалюванні вугілля, рекомендації для оптимальної глибини збагачення та галузі використання концентрату вугілля з різним вмістом загальної та органічної сірки, тощо.

Розроблено та впроваджено на Зміївській, Трипільській, Криворізькій, Слов’янській ТЕС, на Дарницькій, Краматорській і Черкаській ТЕЦ технічні рішення з виготовлення однорідних паливних сумішей, контролю їх однорідності, безпечного пилоприготування і спалювання без зміни складу обладнання антрацитових котлоагрегатів, що суттєво розширило їх паливну базу та покращило техніко-економічні показники енергоблоків.

Розроблено технічні рішення з переведення на газове вугілля вітчизняного видобутку антрацитових котлів ТЕЦ паропродуктивністю 90-250 т/год., антрацитових котлоагрегатів ТЕС енергоблоків 300 і 800 МВт з максимальним використанням наявного обладнання (Миронівська ТЕС – 2 котлоагрегати по 230 т/год., Трипільська ТЕС – 3 котлоагрегати блоків 300 МВт, Слов’янська ТЕС – центральний пилозавод та котлоагрегат блоку 800 МВт), а також газомазутних котлоагрегатів ТЕС енергоблоків 300 і 800 МВт.

В цілому, за розробленими в ході виконання роботи технічними рішеннями паливні суміші спалювались на 7 електростанціях зі збільшенням ККД та покращенням екологічних характеристик котлоагрегатів, на газове вугілля переведені 6 антрацитових котлоагрегатів на трьох ТЕС, на двох ТЕС і чотирьох ТЕЦ таке переведення триває. Економічний ефект від впровадження розробок лише за 2017-2020 роки перевищив 1,5 млрд. грн. Результати виконання роботи вирішили стратегічну проблему безперебійного енерго- та теплопостачання з антрацитових ТЕС і ТЕЦ України в кризових умовах припинення поставок донецького антрациту.

Впровадження результатів досліджень і розробок схвалене трьома рішеннями НТР Міненерго України, підтверджене 15 актами енергогенеруючих, проектно-конструкторських та пуско-налагоджувальних організацій. Результати апробовані на 10 міжнародних конференціях та опубліковані в 32 роботах, з яких 4 статті в журналах, що входять до наукометричної бази Scopus, 3 – в інших фахових закордонних та вітчизняних виданнях. Одержано 1 патент на винахід і 7 патентів на корисну модель, подано 2 заявки на винахід і 2 – на корисну модель.

Роботу ”Наукові основи інноваційних технологій заміщення антрациту в енергетиці та їх впровадження”, куди в основному увійшли результати досліджень і розробок по даній темі, відзначено Державною премією України в галузі науки і техніки за 2019 рік.

Крім того, виконано аналіз і узагальнення фізико-хімічних характеристик вітчизняного енергетичного вугілля, техніко-економічних показників ТЕС за 1990-2017 роки, розроблено оригінальну методику та розраховано викиди СО₂ від спалювання вугілля на ТЕС за 1990-2017 роки. Результати розрахунків використано в Національному кадастрі викидів парникових газів в Україні за 1990-2015 і за 2016-17 роки.

Виконані випробування зміни вмісту сірковміщуючих мінеральних включень при збагаченні енергетичного вугілля за різними технологіями та розрахункові дослідження зміни рівня викидів сірчистого ангідриду при спалюванні вугілля різного ступеню збагачення. Розроблені спосіб експрес-визначення прогнозного рівня викидів діоксиду сірки при пиловидному спалюванні вугілля газової групи та спосіб визначення очікуваного вмісту сірки в продуктах збагачення вугілля. Розроблені методи прогнозування зниження очікуваних викидів сірчистого ангідриду при збагаченні та рекомендації щодо економічно виправданої міри збагачення для енергетичного вугілля вітчизняних шахт, що забезпечить емісію сірчистого ангідриду при спалюванні концентрату газового вугілля не вище рівнів існуючих дозволів для пиловугільних котлоагрегатів ТЕС і ТЕЦ.

З метою подовження терміну експлуатації твердопаливних котлів малої та середньої потужності і розширення їх паливної бази розроблено наукові основи та розрахунково обґрунтовано технічні рішення з реконструкції антрацитового котла зі щільним шаром з переведенням на спалювання пелет з рослинної біомаси та/або газового вугілля без втрати теплової потужності, які використано в 2019 р. при реконструкції трьох котлів "Радіант" паропродуктивністю 20 т/год. Хоростківського цукрового заводу.