Р.Э. Классон: Гидроторф в связи с районными электрическими станциями1

В 1923 г. Гидроторф впервые будет работать в настоящем промышленном масштабе, с настоящими машинами. Поэтому я хотел статью о гидроторфе отложить до осени, чтобы дать окончательные результаты предстоящего торфяного сезона. Но за последнее время в заграничной литературе появились статьи и отзывы о гидроторфе, большей частью на основании очень старых данных, в которых гидроторф называется то "финляндским" способом - в Z. d. Vereines d. Ing. 1923 г. N1, то "датским" - во французском журнале Chaleur et Industrie N32.

Таким образом, за границей получается впечатление, что гидроторф есть способ или датский, или шведский, или финляндский, но отнюдь не русский.

Ввиду этого я послал статью в немецкий журнал V.D.I., чтобы рассеять это ложное представление и подтвердить, что гидроторф от начала до конца есть изобретение русское, выработанное многолетним трудом группы инженеров, тесно сплотившихся и работающих, несмотря на все неблагоприятные условия и не взирая на трудности, неприятности и нападки. Приоритет наш в этой области закреплен за нами целым рядом немецких патентов (как известно, германское патентное право самое совершенное, но и самое придирчивое в мире), соответственные патенты уже много лет тому назад заявлены в России. Но в России патентное дело находится еще в младенчестве, и поэтому мы, волей-неволей, должны были обратиться к германскому патентному праву, которое и закрепило патенты на имя инженеров Р.Э. Классона и В.Д. Кирпичникова. К этому в последние годы присоединились новые химические патенты на имя Г.Л. Стадникова и Н.Н. Гаврилова, совместно с вышеуказанными лицами. Описание самого способа гидравлической добычи торфа заняло бы слишком много места, поэтому я ограничиваюсь рядом чертежей. Фиг. 1 показывает общее расположение кранов, а именно, основного крана, на котором висит торфосос и на котором расположен также и растиратель. Этот кран снабжен дополнительным пеньевым краном для вытаскивания мелких пней, накопляющихся около торфососа. Кран на гусеницах соединен гибким телескопическим соединением с массопроводом и может передвигаться на гусеницах взад и вперед, не останавливая работы машин. Фиг. 1 На фиг. 2 изображен торфосос и на фиг. 3 . растиратель. Фиг. 2 Фиг. 3 Задача торфососа - всосать в себя жидкую массу, отчасти переработать ее и передать в растиратель ( фиг. 3 ), где он подвергается окончательной переработке. В то же время растиратель, благодаря центробежному насосу, соединенному с ним на общем валу, подает массу на большое расстояние до аккумулятора, не только не понижая, а даже повышая производительность торфососа, т.к. растиратель оказывает всасывающее действие на массу. На фиг. 4 изображен автомобиль на двух больших колесах, назначение которого формовать массу в кирпичи определенной формы. Колеса автомобиля прошли целый ряд ви-доизменений, и на фиг. 4 изображен последний тип, в котором колеса состоят из ряда па-раллельных ручьев, в которых под влиянием грузов перемещаются ленты. Эти ленты с вы-ступами выталкивают сформованные кирпичи и не дают им застрять в формах. При этой комбинации получаются кирпичи высокие и узкие, они со всех сторон омываются воздухом и быстро сохнут. Фиг. 4 Особенности и преимущества гидроторфа, по сравнению с прежними способами торфодобывания, заключаются в следующем.

Централизация производства. На фиг. 5 изображено расположение машин на Электропередаче, причем справа расположены старые машины на добычу около 7 миллионов пудов в сезон, слева расположены машины Гидроторфа на тот же размер добычи. Разница между двумя способами разительна. В первом случае при машинно- формовочном способе было установлено 56 комплектов машин, разбросанных на всем пространстве болота и отстоящих от центральной станции на самые разнообразные расстояния, до шести верст. Стрелки обозначают места расположения и ход машин, заштрихованные площади - площади стилки.

С левой стороны расположены в ряд 8 машин Гидроторфа - 8 торфососов, на кранах, передвигающихся на гусеничном ходу. При каждом кране, обслуживающем торфосос, имеется еще отдельный пеньевой кран. Противопоставление двух планов лучше всяких объяснений указывает на крайнюю децентрализацию в одном случае и большую централизацию в другом. Здесь поля стилки расположены еще несколько своеобразно, в зависимости от местных условий. На фигуре же 6 * изображена стандартная установка, как мы ее ставим на новых болотах под Н.-Новгородом и в Ярославле. Там поля стилки находятся рядом с вырабатываемым карьером, и карьер постепенно отходит от поля стилки. Поле стилки остается нетронутым и может быть приготовлено раз и навсегда, безразлично на торфе или на суходоле, в зависимости от местных условий. Поле стилки может быть как угодно оборудовано механически, железнодорожными, воздушными и прочими средствами. Оно заливается три раза в течение сезона, и каждый раз с него сухой торф должен немедленно убираться.

Фиг. 5 Самые поля стилки могут быть отнесены в любое место, что дает второе преимущество гидроторфу, именно, независимость полей стилки от места добычи. При прежних способах добычи торф расстилался на самом болоте, и, следовательно, в случае постройки районной станции она также должна была быть построена вблизи болота, чтобы не осложнять перевозки торфа.

Передача гидроторфа при посредстве больших труб устраняет необходимость тесного соседства, и поля стилки могут быть расположены вблизи станции, но не обязательно вблизи болота. Это дает возможность ставить районную станцию там, где ее целесообразно ставить, - вблизи воды, вблизи жилья и вблизи железной дороги.

Третье преимущество гидроторфа это то, что форма кирпичей может быть выбрана любой в зависимости от требований производства. До сих пор, к сожалению, Гидроторф давал кирпичи неблагоприятной формы, а именно слишком плоские кирпичи, которые спирались в бункерах. В этом году этот недостаток будет устранен, и кирпичи будут иметь вполне целесообразную форму. Возможно, что уже в этом году часть торфа будет вырабатываться в идеальной форме, т.е. в виде шара. Эта форма даст возможность механизировать сушку.

Недостаток механизации сушки был главным упреком, который до сих пор делали Гидроторфу, и в этом направлении в 1923 г. будут вестись усиленные работы, чтобы сократить по возможности персонал, необходимый для сушки.

Четвертой, пожалуй, крупнейшей особенностью гидроторфа является то обстоятельство, что именно в растворе с водой, в виде гидроторфяной массы, торф обладает наибольшей восприимчивостью к химическому на него воздействию, и в этом направлении для гидроторфа открываются чрезвычайно широкие перспективы. Химическое воздействие на торф прежде всего дает возможность быстрее выделить из него воду, и так называемый коагулированный торф (торф, обработанный ничтожной примесью раствора гипса) отдает свою воду стилке не в течение 4-5 дней, как было раньше, а в течение 8-10 часов. Коагуляция, кроме того, дает выделяться из торфа лишь совершенно чистой воде. Никаких веществ, кроме растворенной золы, из торфа с водой более не уходит. Стилка совершенно не подвергается порче. Напротив, вода, вытекающая из коагулированного торфа, в свою очередь, коагулирует стилку и делает ее более восприимчивой к принятию влаги, так что стилка с годами не ухудшается, а улучшается. Химическое воздействие на торф жидким железом сообщает торфу еще более драгоценные качества, а именно, оно дает возможность отжать из него путем механического давления воду и, таким образом, создает основу для заводского обезвоживания торфа (задача, над которой техника работает в течение уже нескольких десятков лет). Сейчас на "Электропередаче" строится большой завод; все машины уже в монтаже, и летом он будет пущен в ход. Причем мы рассчитываем, что гидроторф, подведенный с болота непосредственно по трубопроводу, уже через какие- нибудь часдва будет выходить из завода настолько обезвоженным, что небольшая дополнительная сушка в течение нескольких часов превратит его в готовое топливо, притом не в брикет, а в порошок. И торф будет сжигаться под котлами на "Электропередаче" в виде порошка, горящего длинным пламенем, не уступающим по внешнему виду пламени горящей нефти.

Затем наступает очередь последнего достижения Гидроторфа, которое пока не предавалось гласности, а именно, нами найден катализатор, при воздействии которого на торф последний приобретает свойство дистиллироваться при небывало низких температурах и выделять большое количество драгоценных смол, первоисточников ряда смазочных масел и других ценных продуктов. Под влиянием того же катализатора, при условии пропуска воздуха через торф, нагретый опять-таки до небывало низкой температуры, 300-350 градусов, торф переходит в газ. Таким образом, открывается возможность отапливать котлы торфяным газом, не говоря уже о дальнейшей возможности применения торфяного газа непосредственно в газовой турбине. Завод по искусственному обезвоживанию торфа нуждается в тепле и в химическом составе дымовых газов. Таким образом, сама собою напрашивается утилизация дымовых газов, которые до сих пор без смысла извергались из станций. В настоящее время завод, строящийся на "Электропередаче", отапливается целиком дымовыми газами от котлов, а в будущем он будет поглощать все газы станции как для сушки торфа, так и для химической его обработки. Но тепла дымовых газов недостаточно для досушивания всего того (Утилизировать газы на существующих станциях трудно, т.к. при постройке станций не имелось в виду отводить газы с целью их утилизации. По моему предложению в проекте Шатурской станции, которая начнет строиться в этом году, предусмотрен общий боров, в который по желанию может нагнетаться газ от всех дымососов с тем, чтобы при помощи этого борова газы могли быть утилизированы полностью. Я считаю, что все будущие станции должны предусматривать возможность утилизации тепла и химического состава отработанных газов. - Примеч. Р.Э. Классона.) Сушить теплом торф, в особенности полученный непосредственно с болота и содержащий огромное количество воды, конечно, нельзя. Поэтому я не говорю о высушивании, а говорю о досушивании торфа. Досушивание возможно только по отношению к торфу, из которого уже механическим путем отжато главное количество воды. Мы предполагаем, что из завода после обезвоживания торф будет выходить с влажностью в 60- 65%. Такой торф еще не горит, но торф при 50% влажности уже горит. На прилагаемой диаграмме фиг. 7 указано количество килограммов воды, которое надо испарить из 100 kg торфа влажностью в 65% и в 60%, чтобы получить сухой торф желаемой степени влажности. Цифры и графики показывают, что здесь речь идет уже о реально возможных величинах. Так для превращения торфа влажностью в 60% в торф влажностью в 50%, который уже горит, нужно испарить только 20 kg воды из 100 kg торфа в 60% влажности. Конечно, цифры показывают, что количество воды, которое приходится испарять, все еще очень велико. Для испарения 1 kg воды нужно 1,33 kg пара в 2.5 атм. давления, т.е. отработанного пара, полученного из турбины без конденсации. Я не предлагаю окончательного решения, но считаю, что моя статья должна послужить толчком к дальнейшей разработке чрезвычайно важного вопроса об использовании отработанного пара для превращения торфа в топливо. В конечном итоге важно не количество килограммов пара, которое расходует турбина, но количество килограммов топлива, которое на нее идет, торфа, который потребует станция.

Напрашивается решение, при котором отработанный пар служил бы для досушивания торфа. Произведенные обстоятельные подсчеты показывают чрезвычайную выгодность применения турбин с отработанным паром, при условии использования отработанного пара для досушивания того торфа, который уже обезвожен до известной степени механическим путем. Расчеты показывают, что станция с непрерывной нагрузкой в 10 000 kW, должна иметь добавочную турбину в 1 500 kW, которая выпускает пар приблизительно с двумя атмосферами давления в особые, под турбиной расположенные сушилки. При этих условиях на киловатт-час затрачивается меньше калорий, меньше килограммов торфа, чем при использовании самой совершенной конденсации.

Если построить всю станцию только на турбинах с отработанным паром, то она досушит торфа в 4-5 раз больше, чем сама поглощает. Поэтому такая станция явится заводом по изготовлению сухого торфа, а самое производство станции явится до известной степени побочным продуктом этого завода. Такая комбинация станции с заводом-сушилкой может совершенно изменить оборудование будущих станций. Вместо конденсаторов выступают сушилки. Вопрос о воде, игравший до сих пор столь большую роль, отступает на второй план, и станция приобретает двойственный характер. В течение 6-7 месяцев, в продолжение которых можно добывать торф и обезвоживать его непосредственно на заводе, станция может работать, совершенно не расходуя торфяного топлива, заготовленного естественной сушкой. Это производство летом может идти своим порядком, и заготовленный торф будет копиться для зимних месяцев. С наступлением морозов, когда добывать торф уже нельзя будет, станция переходит на сжигание торфа естественной сушки и отчасти торфа, заготовленного во время летних месяцев, заводского изготовления. Конечно, все эти комбинации требуют еще очень детальных и сложных подсчетов. Соотношение между турбинами с конденсацией и турбинами с отработанным паром может меняться в широких пределах, возможны сочетания этих турбин в различных комбинациях, но в общем применение гидроторфа, в особенности обработанного химически, поддающегося обезвоживанию, дистилляции и газификации в небывалых до сих пор размерах, должно наложить свой отпечаток на постройку будущих районных станций. Способы сжигания торфа на движущихся решетках (В шахтноцепных топках Т.Ф. Макарьева)на Шатуре и "Электропередаче" сами по себе уже в значительной степени изменили взгляд на него, как на топливо - торф сразу стал перворазрядным топливом. Сжигание торфа в виде порошка явится дальнейшей, еще более высокой ступенью по сравнению с цепными топками, все же требующими крупных основных затрат и крупного ремонта. Искусственное обезвоживание торфа приводит к необходимости строить станции-заводы, в которых верховным принципом является экономия топлива на выпущенный киловатт- час, и расширение заводов-станций при крупных торфяных болотах до каких угодно мощностей.

Еще два года тому назад в ГОЭЛРО доказывалось, что на торфу нельзя строить очень больших станций. Это утверждение, в связи с новейшими успехами Гидроторфа, совершенно отпадает, и наоборот, комбинирование станции и завода-сушилки даст возможность использовать торфяное топливо в совершенно небывалом до сих пор масштабе. Торфососы Гидроторфа дают в течение трех месяцев, при воздушной сушке торфа, около миллиона пудов на торфосос. Ясно, что те же самые торфососы при искусственном обезвоживании торфа будут работать не три, а 6-7 месяцев в году (в 1922 г. мы работали и до-бывали торф еще в середине ноября). Если не останавливать производство, а вести его непрерывно день и ночь, не давая замерзнуть трубам, то его можно продолжать до наступления очень больших морозов. При этом производительность торфососа, конечно, соответственно повысится. Стоимость же добычи торфа совершенно ничтожна, т.к. на смене стоят только два человека на брандспойтах и по одному мотористу на двух кранах и насосах. Ежегодный естественный прирост торфяников в России во много раз покрывает расход торфа, как топлива. Таким образом, мы пока даже не расходуем капитала, лежащего в виде десятков миллионов десятин торфа, и лишь расходуем часть тех процентов, которые ежегодно нарастают на этот капитал в виде новых слоев торфа. Увеличение торфодобычи в десятки раз против нынешнего масштаба является одной из насущнейших задач страны, т.к. только этим способом можно остановить дальнейшее истребление лесов . Каждая десятина выработанного торфа заменяет собой 30 десятин леса.

Соединение электрических станций с заводами для искусственной сушки и дальнейшей химической переработки торфа должно стать самостоятельной, в высшей степени выгодной промышленностью. Те смазочные масла , которые будут получаться из торфа перед сжиганием его в топках, будут настолько ценны, что они одни, вероятно, в состоянии будут окупить почти все производство заводов. И тогда электрическая энергия будет, действительно, настолько дешева, что можно будет всерьез говорить об ее влиянии на промышленность и земледелие страны. Инж. Р.Э. Классон

"Электричество" NN5-6, 1923 г.

Ссылки: