Об'єктом дослідження є високотемпературні теплові агрегати-обертові печі. Обертові печі використовуються в різних галузях промисловості. Вказане обладнання володіє великими енерговитратами, що обумовлено умовами функціонування пічних агрегатів по дотриманню ряду технологічних вимог до теплового режиму. При цьому проблема високої енергоємності посилюється низьким рівнем корисного використання енергетичних ресурсів. Одними з найбільш проблемних місць є теплотехнічні та експлуатаційні характеристики обертових печей, а також використання футерування зі збільшеним тепловим опором. В ході дослідження використовувалися фізико-математичні моделі. У роботі запропоновано розраховувати обертову піч для виробництва цементу розміром 5×185 м та продуктивністю 75 т/год. Отримано математичну модель для комп'ютерного моделювання технологічних процесів в обертових цементних печах. Розглянуті можливості зменшення витрат палива шляхом підвищення теплового опору футерівки обертової печі. Визначені найбільші енергоємні зони та проаналізовано вплив на теплову ефективність використання додаткової теплоізоляції в різних енергетичних зонах в обертовій печі. Наведені розрахунки та результати числового експерименту. Визначені найбільші раціональні зони для використання футерівки з додатковою теплоізоляцією. Встановлено, що при комплексному застосуванні пропонованого методу витрати палива в тепловому агрегаті можливо зменшити на 9 %. А збільшення термоопору футерівки, встановленої в зонах високих температур, дозволить підвищити енергоефективність теплового агрегату. Суттєвою перевагою вказаного методу є той фактор, що збільшення продуктивності печі не вимагає додаткових витрат палива, підвищення температури або збільшення ентальпії продуктів горіння. В подальшому планується дослідження механізму встановлення теплоізоляційного шару в вогнетриви футерівки, визначення їх оптимальної теплової ефективності та напружено-деформованого стану для виключення можливостей руйнування. А також визначення оптимальної конструктивної форми вогнетриву та комірки з теплоізоляцією. Ключові слова: обертова піч, тепловий опір футерівки, додаткова теплоізоляція, гази, що відходять, теплова енергія.