Классон Р.Э. и проект Днепрогеса

В том же 1925-м Р.Э. Классон затеял в Торгово-Промышленной газете весьма острую дискуссию по поводу сооружения ДнепроГЭСа , после того как побывал в Главэлектро ВСНХ на совещании, посвященном этому проекту. Инициатором его реализации был будущий академик Иван Гаврилович Александров (не путать с "классоновским" родственником, тоже будущим академиком, Анатолием Петровичем Александровым).

В своем выступлении в Торгово-Промышленной газете Р.Э. Классон разгромил в пух и прах первоначальный проект ДнепроГЭСа. В нем было задано фантастически большое годовое число часов использования мощности первой очереди станции (200000 киловатт) - 6000! Роберт Эдуардович справедливо указывал на то, что лишь одна станция в мире - Ниагарская имеет такой высокий показатель использования своей установленной мощности. И только благодаря тому, что она обеспечивает энергией, главным образом, химические заводы, работающие практически без остановки круглый год днем и ночью. Остальные же американские станции, даже работающие исключительно на промышленность, имеют от 3000 до 4000 часов использования своей мощности. У европейских станций этот показатель еще ниже, а в отечественной энергосистеме МОГЭС он составлял в последние годы около 3300 часов. На эту критику "советский профессор" разразился совсем не уместной в научных дискуссиях бранью вроде "грубо неверно" или "совсем слабая критика" и т.п. При этом упрекнул Р.Э. Классона в незнании американской статистики и торжествующе сослался на данные по 119 американским центральным станциям (из журнала "Electrical World" за 25 апреля 1925 г.). Но эти данные давно были известны Роберту Эдуардовичу, и как раз на их основе он делал свои выводы. А над И.Г. Александровым, как предположил Р.Э. Классон, зло пошутил кто-то из его сотрудников, неграмотно вычислив число часов использования мощности.

Дело в том, что в упомянутых данных были приведены показатели прошедших через американские станции объемов электроэнергии и их максимальные нагрузки, с учетом купленных ими на стороне киловатт-часов! И профессор Александров в этом не разобрался! В результате, пеняет ему наш герой, "получается совершенно несообразная цифра, никакого отношения к характеристике работы самой станции не имеющая. Пример: станция Niagara Lockport (** 17 и 18 по двум таблицам) имеет на 35200 ква тепловых машин и на 32000 ква гидравлических. Всего, значит, ее мощность составляет 67 200 ква или, учитывая cos - (коэффициент мощности), около 55000 квт. Между тем, максимум ее, благодаря тому, что она покупает 632 млн квт- часов при скромном производстве в 88,9 млн квт-часов, составляет 156000 квт, т.е. больше чем в 2,5 раза превышает мощность самой станции. Сотрудник проф. И.Г. Александрова, нисколько не смущаясь этим, делит 771 млн квт-часов на 156000 киловатт, и получает 4900 часов для станции. Тогда как правильно надо было делить 88900000 квт-часов на 55000 киловатт, что дает около 1600 часов. Это звучит анекдотически, но всякий может проверить эти цифры". А правильные цифры (собственная выработка и установленная мощность) находятся не в табл. *1, а в табл. *2. Но на последнюю таблицу в статистических данных журнала "Electrical World" от 25 апреля 1925 г. сотрудники И.Г. Александрова не обратили внимания. Возможно потому, что они раньше не следили за экономическими отношениями между американскими производителями электричества и поэтому "купились" на данные табл. *1. Был подвергнут системной критике и весь проект (а не только фантастически большое число часов использования мощности):

То обстоятельство, что зимой не будет хватать воды даже для станции первой очереди и что в зимнее время в худшие засушливые годы дебит Днепра опускается так низко, что дает только несколько десятков тысяч киловатт, и недостающую энергию надо будет пополнять из водохранилища, сразу делает невозможным дальнейшее расширение Днепростроя. Первая очередь, вероятно, останется последней, так как только в весенние и летние месяцы Днепр дает достаточно воды для машин второй очереди. Все же остальное время года пришлось бы пользоваться энергией от паровых резервов. Рассчитывать на паровые резервы, находящиеся на отдельных заводах - нельзя. Эти резервы могут обслуживать, в лучшем случае, лишь свои собственные заводы, но отнюдь не могут работать на общую сеть, так как они для этого малы и перегрузились бы в случае включения в сеть. Это понятно всякому станционному инженеру, но, к сожалению, автор проекта именно не станционный инженер, поэтому он не обратил должного внимания на это важнейшее для проекта обстоятельство. (Когда основная станция перегружена и не может поднять всей нагрузки сети, то обороты ее машин падают и число периодов тока делается меньше нормального. Всякая малая станция, стремящаяся ей помочь, не может с ней синхронизироваться, так как ей трудно понизить свои периоды до требуемого уровня, и только очень опытный персонал может при таких условиях синхронизироваться. Примеч. Р.Э. Классона.)

Необходимо обратить внимание и на следующее соображение. Днепрострой, в лучшем случае, будет построен через 7 лет, если точно будет соблюдена программа и не будет опоздания. Может ли южная промышленность ждать 7 лет окончания Днепростроя? Жизнь настоятельно требует железа и угля, и нельзя на 7 лет отсрочивать развитие железоделательной промышленности. Страна изголодалась по железу, которое добывалось лишь в ничтожном количестве в течение первых 7 лет революции, и ждать еще 7 лет совершенно невозможно. Поэтому промышленность, естественно, будет строить свои собственные станции. С другой стороны, Днепрострой не может жить без парового резерва, так как из графиков водяной силы Днепра видно, что с декабря по февраль этой воды не хватает, и надо иметь в худшие годы паровой резерв мощностью по определению автора [проекта] 59000 киловатт. Таким образом, паровая станция, работая на дешевом угле, на антрацитовых и других отбросах, стоимость которых недавно в ЦЭСе была определена в 6 коп. за пуд (для Штеровской станции), может работать очень дешево и, что самое важное, такая станция может быть построена в 2,5 года.

Напрашивается естественное решение строить в первую очередь не Днепрострой, а строить одну или две, смотря по расположению наличного рынка, паровые станции, чтобы предупредить распыление построек по отдельным заводам. <...> Гидравлическая энергия, действительно, дешева тогда, когда утилизируются водопады с очень высоким падением, где не требуется почти никаких гидротехнических сооружений, а водопад заключается в трубу и направляется к пельтоновским колесам простейшего типа 3-17 . Такая гидравлическая энергия, действительно, очень дешева и на ней можно строить химическое производство. Правда, Днепрострой уже стоит на границе выгодных гидротехнических сооружений по высоте падения (свыше 30 метров), но режим р. Днепра крайне невыгоден и требует сооружений огромной стоимости, которых вовсе нет у водопадов с высоким падением воды и более или менее постоянным притоком. Эти два обстоятельства - высота падения и режим реки, т.е. соотношение между минимальным расходом и максимальным, определяет выгодность и экономичность гидравлической передачи. С этой точки зрения, например, Малая Иматра, имеющая лишь 10 метров падения, но очень постоянный и почти не колеблющийся дебит в течение года, выгоднее Днепра, который при 30 м падения имеет колебание воды от 178 до 20000 куб. метров [в секунду], т.е. в отношении 1 : 112.

Огромное количество воды во время половодья, доходящее до 20000 [куб.] м в секунду, требует устройства плотины в 720 м длины и чрезвычайно удорожает все сооружения. Те цифры себестоимости киловатт-часа, которые приводятся автором проекта, к сожалению должны быть в несколько раз увеличены, так как за указанные им суммы нельзя построить ни гидравлической станции, ни воздушных линий достаточной мощности и протяженности, чтобы обеспечить сбыт всей электрической энергии Днепра.

Все эти цифры придется значительно повысить, а отпуск электрической энергии придется значительно понизить и расходы делить не на 1200000000, а лишь на 600000000 - 800000000 киловатт-часов в год.

Мне чрезвычайно неприятно возражать против такого интересного и красивого проекта, но как промышленный инженер я не могу не смотреть именно с точки зрения своевременности и целесообразности такого большого сооружения. Отсюда, конечно, не следует делать вывода, что Днепрострой нецелесообразен. Может быть, постройка его и нужна, но в таком случае основные вопросы проекта должны быть обсуждены в первую очередь, все же остальные детали, как гидротехнические, так и особенно электрические, сейчас никакого интереса не представляют. Заказывать все эти предметы оборудования придется только через четыре года, а электрические - даже через пять. К этому времени многое еще изменится, так что теперь тратить время и силы на деталировку как будто нет основания. Мое искреннее убеждение в том, что в первую очередь должны строиться станции паровые, на которых Днепрострой будет базироваться и которые он постепенно должен будет разгрузить с тем, чтобы они остались резервными, а он принял бы на себя главную тяжесть нагрузки. Без этих паровых станций Днепрострой навлек бы на себя только упреки промышленности, так как не смог бы поддержать достаточно ровного вольтажа в промышленных районах и не мог бы развить всей своей мощности. Наличие паровых станций даст ему возможность спокойно вступить в работу и постепенно приспособиться к сложной работе в огромном промышленном южном районе.

В этом отношении Волховстрой попадает в более благоприятные условия, так как ему придется поставлять энергию в готовую сеть, с готовыми большими паровыми станциями, которые могут его в любое время всецело заменить. Энергия Днепростроя, конечно, будет дешевле энергии Волховстроя, но не надо обманываться относительно ее абсолютной величины: несомненно она будет стоить гораздо дороже, чем это теперь предполагается, и цена ее будет близка к цене энергии хорошо оборудованной, мощной современной паровой станции. Это отнюдь не умаляет ее значения, но надо на это обстоятельство смотреть открытыми глазами с самого начала". На этот вывод И.Г. Александров опять обиделся, но не на его конструктивную часть, а на свою характеристику - "к сожалению, автор проекта именно не станционный инженер". Но, самое главное, он при этом цинично обнаружил "вполне социалистический" подход к электроснабжению: Дальнейшая критика касается мощности реки и парового резерва, причем автор[-критик] указывает на недостаток воды зимой и на мой неправильный подход к резерву, который я хочу обосновать на резервных агрегатах заводских станций, которые, по мнению, Р.Э. Классона, очень всегда невелики, а потому резервами для большой станции не могут служить.

Критик даже ставит мне в упрек, что я инженер не станционный, а станционный-то уже, конечно, поймет, как я неосновательно подхожу к вопросу. Здесь, конечно, надо сказать прежде всего, что в составе сотрудников Днепростроя не только я один, а много настоящих опытных электриков, к которым и сам Р.Э. Классон относится, вероятно, с должным уважением, но подойдем и здесь ближе к существу вопроса, чтобы выяснить степень основательности критики. Гидрометрические наблюдения на р. Днепре ведутся в течение 46 лет. Все эти годы тщательно проверены в отношении работы станции, причем таких лет, когда воды может не хватить в реке и притом в сравнительно небольшом количестве, имеется 4 года, т.е. 8,5%. Из них выделяется 1921 год, в течение зимы которого требуется в течение 18 дней дополнительная мощность в 59000 квт. Обычно при проектировании гидростанций считают, что при таком недостатке мощности гораздо выгоднее не иметь никакого резерва, т.к. содержать резерв в течение 42 лет, чтобы в остальные четыре года по нескольку дней в году резерв мог работать, невыгодно. Лучшим средством здесь обычно является регулирование нагрузки у потребителя на некоторых специфических предприятиях, к которым обычно относят химические заводы, заводы по изготовлению ферросплавов и т.п., где временное сокращение производства не угрожает ходу дела. Многие такие заводы работают даже часть года и в обычное время, что позволяет лучше использовать режим рек, а убытки предприятия компенсируются тем, что такой периодический ток отпускается этим заводам по пониженному тарифу.

Пришлось Р.Э. Классону в своем ответе (написанном в Берлине, где он находился в это время в командировке) не только дискутировать по существу, но и вразумлять обидчивого профессора:

"И.Г. Александров очень обиделся, что я сказал, что он не станционный инженер. Тут ровно ничего обидного нет, и если мне скажут, что я не гидравлик, то это будет правда и для меня нисколько не обидно. Ведь все возражение мне проф. И.Г. Александрова еще раз подтвердило, что он не станционный инженер, иначе не получилось бы конфуза с американской статистикой, и он не отнесся бы так легко к 8,5% недостачи воды. Кроме того, он всюду считает только киловатт-часы, между тем для нас, станционных инженеров, всегда на первом плане киловатты, т.е. мощность, которой мы располагаем или которая от нас требуется". А вот ответ по существу: "Я утверждаю, что очень важно и имеет решающее значение для всего проекта Днепростроя, как читать график [водности Днепра] 1921 года. Проф. И.Г. Александров его читает так: в течение 18 дней (зимою) потребовалась бы дополнительная мощность в 59000 квт. Я тоже читал этот график (под рукой его у меня нет, так как я пишу за границей), но совершенно расхожусь в его оценке с проф. И.Г. Александровым и считаю его катастрофическим для сметной части проекта. Я определяю по тому же графику недостаток воды, а, следовательно, размер парового резерва не в 59000 квт, а свыше 100000 квт, притом не в течение 18 дней, а свыше 5 месяцев. Тут не помогут никакие "сильные выражения", тут надо - и это совершенно неизбежно - опубликовать график режима Днепра в 1921 году. Он очень прост и может быть напечатан в газете, и тогда каждый инженер, взяв циркуль в руки, увидит, кто же из нас прав. График этот лежит в папке VIII-в, и он не был представлен в основном докладе в Главэлектро, но я им интересовался и нашел его в материалах". И в подтверждение своей правоты Р.Э. Классон ссылался на режим работы Раушской станции :

"Проф. И.Г. Александров говорит, что воды в Днепре не хватит только 4 раза в 46 лет, а это всего лишь 8,5%. Я приведу пример из станционной практики <...>. Московская станция в три зимних месяца работает очень напряженно, всеми машинами и котлами всегда около 4 часов пополудни. Этот "максимум" <...> длится ежедневно лишь около получаса, и если вычесть субботы и праздники, <...> то за три месяца наберется всего 60-70 дней с этими тяжелыми получасами <...> менее 0,5% по времени<...>. А между тем этот незначительный по времени "максимум" определяет мощность станции, необходимость ее расширения и чрезвычайно тяжело отражается на ее доходности. Разве нельзя "потерпеть" эти полчаса? Нет, нельзя! Если около 4 часов пополудни, когда работают все учреждения, освещаются все квартиры и магазины и еще не кончили работать заводы, не хватит энергии , то падает напряжение, лампы горят тускло, абоненты поэтому зажигают лишние лампы, что еще более увеличивает нагрузку станции и еще более понижает вольтаж. На заводах моторы при пониженном напряжении расходуют больше ампер, нагрузка кабелей и потери в них возрастают, вольтаж еще падает, и единственный вывод - тушить целые районы".

И, наконец, итог "газетной дуэли": "В Торг.-Промышл. Газ., к сожалению, не помещена вся вторая половина моей статьи, в которой я доказываю, что надо в первую голову строить паровую станцию (одну или две) [мощностью] 100000 квт. Основной проект проф. И.Г. Александрова этого не предусматривает и в смету не вводит, но в своем возражении в Торг.- Пром. Газ. эта необходимость им уже признается, а ведь моя статья, главным образом, и имела целью доказать необходимость строить паровой резерв в первую очередь. Зачем же понадобилось говорить, что все это "грубо неверно"?

Р.Э. Классона в своих откликах в Торгово-промышленную газету поддержали многие специалисты. Профессор В. Николаи всецело присоединился к мнению, что стоимость первой очереди ДнепроГЭСа мощностью 200 мегаватт существенно занижена: "Обращаясь в заключение к сметным исчислениям Днепростроя, приходится всецело присоединиться к мнению инж. Р.Э. Классона о том, что смета преуменьшена и что за 130 млн черв. рублей нельзя исполнить всех включенных в смету работ первой очереди. В частности в смете пропущены расходы на разборку Кичкасского моста, а равно на разборку затопляемой 14-саженной насыпи Екатерининской ж.д. там же". М. Ломов утверждал, что реконструируемые Приднепровские заводы не могут ждать в течение семи лет постройки гидростанции. Металлурги считали, что для заводов на юге Украины ДнепроГЭС не нужен. Жизнь подтвердила правоту "станционного инженера" Классона и неправоту "не станционного инженера, хотя и профессора (и уже академика)" Александрова. К моменту ввода в эксплуатацию в 1932-м первой очереди ДнепроГЭСа мощностью 248 мегаватт в системах Днепроэнерго и Донбассэнерго уже работали тепловые станции. А сам ДнепроГЭС, в связке с этими станциями, в первую очередь "срезал" пики суточного графика нагрузки. То есть число часов использования его мощности еще снизилось по сравнению с проектом. Но в этом и заключается основная ценность гидростанций - быстро предоставлять свою пиковую мощность в часы максимальной нагрузки, а также держать в готовности оперативный и аварийный резервы (последнее - на станциях с крупными водохранилищами).

Кстати, еще в 1924-м Р.Э. Классон получил завиральный проект от другого ученого, на сей раз от "лже-профессора по котлам". Это стало известно из его резкой записки сыну Ивану : "Посылаю тебе письмо [екатеринбургского] проф. Грум-Гржимайло , а чертеж его котла я тебе пришлю через некоторое время, когда его все у нас здесь посмотрят. Котел настолько сумасшедший, что только профессор, никогда не видевший завода и вообще не знающий котлостроения, мог предложить такую нелепую вещь. Он в своем письме предлагает трубы в 15 м длиною, но говорит, что это только пока, в будущем же он надеется ставить 20-25 м длиною. Котел при этом получается высотою в 40 метров. Скромно! Очевидно, он совершенно обалдел, и я потерял всякую охоту с ним иметь дело, о чем я и написал Машинотресту. Посылаю тебе его статью в журнале "Тепло и Сила", а когда появится Мокршанский, то он тебе пришлет чертеж нашего котла, который вовсе не так плох, как этот старый дурак думает". На полях отцовского письма Иван приписал: "Для обслуживания такого котла нужен был бы быстроходный подъемник". В официальном письме профессору Грум-Гржимайло за 10 мая 1924 г. Р.Э. Классон указывал более дипломатично: "Мы <...> видим, что из нашей совместной работы с Вами ничего не выйдет. <...> Мы хотели было разработать идею, казавшуюся нам правильной, относительно отопления котла [горячими газами] сверху вниз и проверить получающиеся от этого выгоды на сравнительно небольшом котле, недостатки которого нам, конечно, хорошо известны. <...> Строить первый котел [с нагревом сверху вниз, а не снизу вверх, как это было до сих пор принято,] с трубами в 15 м длиною, с нашей точки зрения, было бы совершенно нецелесообразно. <...> Котел Вашей конструкции мы строить не решились бы, так как считаем его конструкцию неправильной, но так как идея принадлежит Вам, то нам нет смысла работать в области, в которой мы столь существенно расходимся с автором нового принципа".

Оставляем историкам котлостроения оценить перспективность производства и внедрения в 1920-х (еще до появления агрегатов на сверхкритические параметры пара) котла высотой в 40 м, т.е. с 13-этажный дом!

Ссылки: