Техника - молодёжи 1948-06, страница 5

jjftffi'ffiу,

Член-корреспондент Академии наук СССР М. А. СТЫРНКОВИЧ

Рас. | С ЛОДЫГИНА ( * С. ВЕЦРУМВ

«Век пара», «век электричества», «век атома»... Часто мы (встречаем эти слова, не отдавая себе ясного отчета в том, что они значат и какова связь между «веком пара» и «веком электричества», между «веком пара» и «веком атома».

Новая атомная энергетика и старая паровая машина, мазалось бы, не могут стоять рядом. Но это не так. Пар занимает и будет занимать прочное место в энергетике не только настоящего, но и будущего. Чтобы понять, почему «век электричества» и «век атома» не означают окончания «века пара», заглянем в прошлое, «настояшее и будущее пара»

Начало *века пара»

Паровые установки, «первые из которых построены гениальным русским механиком Ползуновым, подвели энергетическую базу под бурно развивавшуюся) тогда промышленность.

Ни малая экономичность первых паровых машин, использовавших 1,5—2 процента энергии топлива, ни громоздкость и тихоходность их, ни даже постоянная угроза разрушительного взрыва котлов не задержали стремительного распространения паросиловых установок. В те времена взрывы котлов были не редкость, несмотря на низкое давление. Котлы собирали и склепывали вручную из нескольких сот кусков железа, а когда неизбежно появлялась течь, щели уплотняли всеми средствами, вплоть до пакли, клея и -навоза*

Естественно, что работа кочегаров считалась небезопасной.

Соперники пара

Только через 80 лет после создания парового двигателя на сцену появился его соперник — газовый двигатель.

Грохочущий, пригодный для работы только на городском светильном- газе и притом расходовавший его в огромных количествах, газовый двигатель был далек от совершенства: его так и называли «пожирателем газа».

Однако уже одно то, что он безопасно мог вращать два-три небольших станка, обеспечило ему широкое применение в мелкой промышленности больших городов, имевших газовое хозяйство.

Но не прошло м десяти лет, как газовый двигатель был усовершенствован и стал потреблять втрое меньше газа, а в 1877 году появился четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, представлявший собой уже весьма надежную, простую в обслуживании и это тому времени очень экономичную машину Этот двигатель выпускался в последующие годы в большом количестве.

Но к паросиловые установки к этому времени значительно продвинулись вперед. Экономичность их оишыю возросла: теперь они превращали в механическую энергию до 10—12 процентов

тепла топлива. Котлы строились более надежными., и взрывы случались реже, хотя давление пара и было поднято до 8 атмосфер. Особенно выросли и усовершенствовались паровые машины, iHa одной из выставок в 1876 году демонстрировалась машина мощностью в 2 500 л. е., которая весила более 600 тонн и имела 50-тонный маховик.

Все же с четырехтактным двигателем конкурировать паросиловой установке было трудно. Он расходовал почти вдвое меньше тепла на единицу мощности; коэфициент полезного действии его доходил до 20—22 процентов.

Спасло пар от поражения одно важное обстоятельство. Двигатель Отто мог работать только на газе или легко испаряющемся топливе—бензине, керосине. Конечно, можно было газифицировать твердое топливо, но это уже требовало установки специального газогенератора, который мало уступал по размерам и трудности обслуживания паровому котлу да и процентов на; 30 увеличивал расход топлива установкой.

-Все же такие газогенераторные двигатели быстро распространялись, вытесняя паросиловые установки из многих отраслей промышленности.

Положение осложнялось тем, -что паросиловые установки, в результате постепенного увеличения мощности котлов и введения тех или иных усовершенствований, лишь очень медленно повышали свою экономичность и поэтому все больше и больше отставала в этом решающем отношении от овоих быстро развивавшихся конкурентов.

Однако самая большая опасность для паровой машины была еще впереди. В 1883 году Дизель выпустил брошюру «Теория и конструкция рационального теплового двигателя, призванного заменить паровую адашину и другие существующие в настоящее время двигатели». Это звучало как прямой вызов.

Однако в течение двенадцати лет новый двигатель не мог выйти в мир; и казалось, что дело ограничится широковещательной декларацией. Но испытания маленького 20-сильного двигателя Дизеля в 1895 году показали, что пару действительно грозипг серьезная опасность: кпд новой машины сразу превысил 26 процентов.

Еще серьезней стала угроза, когда в 1899 году в (России, на петербургском заводе Нобеля, был создан дизель, работающий не на керосине, а на дешевой сырой нефти.

Вскоре большое число заводов всего мира начало строить дизели; и многим паросиловая установка уже казалась безнадежно устарелой.

«Век электричества»

Последние десятилетия XIX века ознаменовались появлением нового вида энергии, существенно изменившего всю обстановку.

Лодыгин и Яблочков создали электри

ческое освещение, * потребовавшее постройки первых электростанций. Однако первоначально радиус действия этих станций был мал.

Лишь после создания Доливо-Добро-вольским системы трехфазного тока, позволявшей легко передавать и преобразовывать электрическую энергию, радиус действия электростанций резко возрос, н электромоторы стали универсальным-двигателем, способным вытеснить любой другой способ привода машин.

Исключительная простота управления электромотором, быстрота запуска и остановки, компактность и возможность соединения* мотора с любой машиной, наконец, легкая ириюпосабливаемость его к разнообразнейшим условиям нагрузки— все это привело к чрезвычайно быстрому переходу почти всех отраслей промышленности на электромоторный привод.

Уже к началу первой мировой войны непосредственный привод от первичных двигателей применялся в новых установках лишь к редким, особенно крупным агрегатам, например к прокатным станам, причем круг их применения все время сужался.

Естественно, что появление удобно передаваемой и распределяемой электроэнергии многократно увеличивало масштабы выработки энергии.

Вместе с тем сосредоточение выработки электроэнергии- в небольшом числе точек, обслуживавших сперва города, а потом и целые районы, существенно изменило условия, которым должны были отвечать первичные двигатели.

В самом начале XX веюа создаются крупные электростанции* нуждающиеся в агрегатах все большей и большей мощности,

Для этих агрегатов простота обслужи-вания перестала жрать прежнюю роль Эти машины «сравнительно редко пускают в ход и останавливают; если станция обслуживает много потребителей, то выключение любого, даже самого крупного потребителя не вызовет заметного изменения нагрузки станции.

Наоборот, от агрегатов такой станции требуется способность работать непрерывно и по возможности долго.

Конечно, такие агрегаты должны быть механизированы так, чтобы на долю обслуживающего персонала оставалось только управление механизмами.

На крупных электростанциях в огромном количестве расходуется топливо, поэтому его стоимость старались снизить. всеми возможными мерами. Этого можно было достигнуть как повышением экономичности станции, так и применением дешевых сортов топлива.

К началу века очень мощных агрегатов не существовало ни в паросиловой технике, ни среди двигателей внутреннего сгорания. К 1900 году мощность наиболее крупных двигателей Дизеля и двигателей жидкого горючего, работавших по циклу Отто, обычно не превышала нескольких сот л. с. Газовые дни-

з