Очерки по истории теплоэнергетики. Часть 4. История создания первой ТЭЦ в России

Очерки по истории теплоэнергетики. Часть 4. История создания первой ТЭЦ в России
Валерий Александрович Петрущенков

Настоящая книга является четвертой частью очерков, продолжающей публикацию серии статей по истории российской теплоэнергетики. На основе изучения первоисточников рассмотрены технические и организационные подробности создания первой ТЭЦ в России на 3-й государственной электростанции Ленинграда. Очерчен круг участников этой работы. Ее реализация происходила под руководством инженера Гинтера Л. Л. Обсуждается дата рождения теплофикации. Очерк выходит в преддверии 100-летия теплофикации в нашей стране.

В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.

Валерий Александрович Петрущенков

Очерки по истории теплоэнергетики. Часть 4. История создания первой ТЭЦ в России

© Петрущенков В. А., текст, 2021

© ООО «Страта», оформление, 2022

Введение

Приближается 100-летний юбилей теплофикации в нашей стране. В связи с этим представляет интерес подробное рассмотрение технических решений и организационных событий, которые привели к созданию первой централизованной системы теплоснабжения на основе центральной силовой электростанции.

История создания первой ТЭЦ в России очень интересна, как техническими деталями, так и хронологией событий. Долгое время главным действующим лицом был Леонтий Леонтьевич Гинтер, первой ТЭЦ считалась ГЭС-3 г. Ленинграда, датой введения теплофикации 25 ноября 1924 г.

Следует иметь в виду, что совокупность признаков теплофикации в настоящее время и в начале 20 века была разной, что следует помнить при чтении статей и книг, написанных в разное время.

В первые годы признаком теплофикации была централизованная доставка теплоносителя потребителям тепловой энергии. Как известно, первой в мире централизованной системой теплоснабжения была система, созданная Бердсиллом Холли в небольшом городе Локпорт, шт. Нью-Йорк, в сезон 1877–78 года [1]. Эта система была паровой. Безусловно, представляет интерес ее сравнение с системой теплоснабжения, созданной в России. В настоящем очерке оно будет сделано в конце работы. С появлением первых ТЭЦ – теплоэлектроцентралей добавился еще один непременный признак теплофикации, а именно: совместное производство электрической и тепловой энергии в одном энергетическом цикле. Имеется в виду, что какие-то потоки рабочего тела участвуют последовательно в выработке двух видов энергии: механической (электрической) и тепловой. Например, при использовании паровых поршневых машин или паровых турбин поток пара вначале вырабатывал механическую энергию в тепловом двигателе, затем при его конденсации при достаточно высокой температуре – тепловую энергию. Эти замечания приобретают важный смысл, так как на ГЭС-3 вначале не было теплофикации в современном смысле этого понятия, а была централизованная система теплоснабжения, не связанная с выработкой электроэнергии в конденсационном цикле. Изучению именно этой последовательности событий, связанных с разными техническими решениями, и причин, их объясняющих, и посвящен настоящий очерк.

В 2003 г. была сделана попытка совершить революцию в устоявшейся истории теплофикации в России. Она состояла в кардинальном пересмотре даты, приоритетного объекта и основных действующих лиц. Издательство “Новости теплоснабжения” в 2003 г. выпустило сборник статей под редакцией В. Г. Семенова [2], являвшегося в тот момент генеральным директором московского проектного института ОАО “ВНИПИЭНЕРГОПРОМ”, директором названного издательства, а также автором ряда статей в периодической печати.

В этом издании были допущены две принципиальные ошибки.

1. За первичный источник информации была взята книга Орлова А. И. “Русская отопительно-вентиляционная техника” [3], содержащая, к сожалению, значительное количество неточных или ошибочных утверждений.

2. Редактор сборника не смог согласовать противоречащие друг другу факты в разделах, написанных разными авторами, а также не проверил достоверность фактов, положенных в основу новых приоритетов в теплофикации.

В итоге революция 2003 г., направленная на уточнение приоритетов теплофикации в России, как будет видно из текста очерка, оказалась несостоятельной и поставила в сложное, если не сказать, смешное положение не только всю нашу отрасль тепловой энергетики, но и весьма уважаемых и авторитетных персон.

Произошедшие события, во-первых, очень поучительны для исследователя, во-вторых, требуют тщательного разбора, как достижений Гинтера Л. Л., так и лиц, упомянутых в сборнике [2].

Сложность поставленной задачи усугубляется еще тем, что когенерация, или совместное производство механической и тепловой энергии в одной установке, берет начало в конце 20-х годов 19 века в Германии [4]. Частные факты применения таких установок зафиксированы и в России в середине 80-х годов 19 века [5]. Однако мощность этих установок была невелика, поэтому вопрос приоритета связан с дискуссионным вопросом величины мощности, степенью централизации доставки теплоносителя и длительностью действия таких установок.

В приложении к приоритетам эта острая и болезненная тема требует тщательного изучения архивных материалов, а также прижизненных публикаций, авторами которых являлись известные участники этих работ: Дмитриев В. В., Павловский А. К., Гинтер Л. Л., его сотрудники, публиковавшие статьи в современных журналах и сборниках, в том числе в трудах 1-го съезда теплофикаторов, а также Танер-Таненбаум Ж. Л., Шифринсон Б. Л. и другие.

1. История ГЭС-3 до 1924 г.

1.1. Исторический фон для создания первых центральных электростанций

Первые центральные электростанции в Санкт-Петербурге связаны с русским отделением фирмы “Сименс и Гальске”, а также Высочайше Утвержденным “Обществом электрического освещения”, главным акционером которых являлся Карл Федорович Сименс. Благодаря их действиям в столице в период с 1883 по 1889 г. были созданы электростанции на базе паровых поршневых машин локомобильного типа на баржах на р. Мойка и р. Фонтанка, а также в зданиях на набережной Екатерининского канала вблизи Казанского собора и у цирка Чинизелли. Они обеспечивали освещение дуговыми фонарями Невского проспекта и прилежащих улиц, а также лампами накаливания частных жилых и общественных помещений в этом районе. Эти станции проработали до конца 19 века, когда им пришли на замену три более крупные и современные центральные электростанции разных собственников.

Также известна центральная электростанция инженера Н. В. Смирнова, проработавшая на 12-й линии Васильевского острова с конца 1894 г. по 1908 г. [6].

Следует отметить, что в Петербурге к 1900 г. действовали 276 частных блок-электростанций, которые обеспечивали электроэнергией отдельные здания или предприятия [7].

В 1897 г. 27 апреля кельнское общество “Гелиос” ввело в работу центральную электростанцию по адресу ул. Новгородская, 12–14.

В 1898 г. 22 мая “Бельгийское анонимное общество электрического освещения г. Санкт-Петербурга” ввело в работу центральную электростанцию по адресу наб. р. Фонтанка, 104, которая впоследствии получила наименование Государственная электростанция № 3 (ГЭС-3).

В 1898 г. 16 ноября “Общество электрического освещения 1886 г.” завершило строительство новой центральной электростанции по адресу наб. Обводного канала, 76.

Следует отметить, что до настоящего времени все три электростанции сохранились в качестве ЭС-1, ЭС-2 и ЭС-3 Центральной ТЭЦ ТГК-1. Электрогенерация прекращена только на ЭС-3 с 2017 г. В настоящее время она работает в качестве подкачивающей насосной станции.

1.2. История создания ГЭС-3

Рассмотрим более подробно историю ГЭС-3 (ЭС-3 Центральной ТЭЦ). Вначале строительством центральной электростанции по адресу наб. р. Фонтанка, 104 занимались купец I гильдии Александр Андреевич Гуэ, бельгиец по происхождению, и австрийский подданный Ф. Шмацер. С 29 марта 1897 года они имели концессию по одним документам на пятьдесят лет, по другим – на сорок лет и разрешение на строительство, полученные в Городской Управе. Одновременно они являлись владельцами немецкой фирмы "Гуэ и Шмацер".

В этот период в России действовало много бельгийских анонимных обществ, которые инвестировали свои капиталы в транспорт, в том числе электрический. Одно из них под эгидой бельгийской военной миссии выкупило контракт Гуэ и Шмацера на создание центральной электростанции и электрическое освещение города [8]. С середины 1898 г. владельцем электростанции становится “Бельгийское анонимное общество электрического освещения г. Санкт-Петербурга”.

В период с 1898 по 1899 г. архитектор Самсонов Петр Сергеевич и гражданский инженер Савельев Николай Федорович выстроили три здания на территории центральной электростанции, расположенной по адресу наб. р. Фонтанки, 104/ Введенский канал, 2: административный корпус, машинный зал с 4 дымовыми трубами и жилой дом [9].

На рис. 1 показаны представители бельгийской военной миссии в машинном зале ЭС-3, на рис. 2 фото котла, на рис. 3 – здания самой электростанции.

Рис. 1. Представители бельгийской военной миссии на центральной электрической станции ЭС-3

Рис. 2. Топка Ломшакова с электроприводом для котла Фицнер и Гампер с площадью нагрева 265 м

на ЭС-3

Рис. 3. Здание центральной электростанции Бельгийского общества

Особенность станции при ее создании – большое число паровых машин. К 1900 г. было установлено 14 машин общей мощностью 8620 л. с., в том числе 4 по 700 л. с., 9 по 600 л. с., 1 в 420 л. с. По проекту предполагалось 20 паровых машин. Все машины вертикальные, тройного расширения с охлаждением пара, аналогичные машинам, установленным на станции инженера Н. В. Смирнова на 12-й линии Васильевского острова [6]. Присоединение к альтернаторам немецкого производства непосредственное. Топливом являлся ньюкастлский и кардифский уголь, доставляемый на баржах по Введенскому каналу, либо по р. Фонтанка. Холодильники для конденсации выхлопного пара паровых машин впрыскивающие и расположены в основном под полом машзала также по аналогии со станцией инженера Н. В. Смирнова. Котлы водотрубные завода Фицнер и Гампер. К 1900 г. установлено 22 котла, по проекту – 24 котла. Давление пара в коллекторах котлов 13 ати.

Для 24 котлов предусмотрены 4 дымовых трубы высотой 42,5 м с диаметром устья 2,1 м, которые сохранились до сих пор, рис. 3, 24.

Кабельная сеть к 1900 г. достигла для частного освещения 275 км, для уличного освещения 60 км.

Вблизи зданий потребителей устанавливались трансформаторы в деревянных будках общим числом 850 штук. Число абонентов в это же время составило 2640, количество ламп накаливания в 16 свечей 85000 штук, дуговых фонарей для уличного освещения при силе света в 1000 свечей 174 штуки, при силе света в 1500 свечей 130 штук. Напряжение для дуговых фонарей 30 В. Питание фонарей производилось от трансформаторов на напряжение 550 В, размещаемых в киосках, устраиваемых в цоколях фонарных столбов. Фонари располагались на участках Александро-Невской части.

В 1903 г. была установлена паровая турбина «Парсонс» производства фирмы Броун-Бовари мощностью 680 кВт. В период с 1911 по 1914 г. были установлены семь котлов системы «Бабкок-Вилькокс» и шесть котлов фирмы «Фицнер и Гампер» с ручными угольными топками. В машинном отделении в это время работали 10 вертикальных паровых машин и 6 паровых турбин «Парсонс» общей мощностью около 18 МВт.

Следует отметить, что Бельгийское анонимное общество к 1900 г. являлось владельцем еще трех электростанций для частных потребителей в С.-Петербурге [10], выкупленных им у “Русского общества для эксплоатации электрической энергии”. Последнее общество было создано надворным советником Николаем Александровичем Демчинским в сентябре 1893 г. [11]. Ниже приводятся краткие характеристики этих электростанций.

Малковская электростанция по адресу наб. р. Фонтанка, 123/ Малковский пер. (в н.в. пер. Бойцова), 3. Создана в 1895 г. “Русским обществом для эксплоатации электрической энергии” на территории Ново-Александровского рынка, рис. 4. К 1900 г. имела мощность 950 л. с., на ней были установлены 3 паровых машины тройного расширения и 1 паровая машина четверного расширения, все с охлаждением пара. Топливом для водотрубных котлов был мазут. Станция обеспечивала освещение 7000 ламп накаливания и 135 вольтовых дуг. Вырабатываемое напряжение 2000 В, ток переменный. Абонентами были магазины, торговые помещения Ново-Александровского рынка и жилые дома. Здания рынка были разобраны в 1932 г. (рис. 5). На месте рынка в 50-е годы было выстроено общежитие Ленинградского инженерно-строительного института. Эта станция работала в параллель со станцией ГЭС-3. На рис. 4 на фото видна дымовая труба Малковской электростанции.

Рис. 4. Вид Ново-Александровского рынка 1910-х года с наб. реки Фонтанки

Казанская станция (она же Мясниковская) по адресу Невский пр., 27/ наб. канала Грибоедова, 18. Создана в 1896 г. “Русским обществом для эксплоатации электрической энергии” в дворовом 2-х этажном флигеле.

Рис. 5. Фото 1930-х годов. Слева забор на месте разобранных зданий Ново-Александровского рынка, на другом берегу Фонтанки виден дым из 4-х труб ГЭС-3

К ее строительству имел отношение Дмитриев В. В. К 1900 г. станция имела мощность 678 л. с., были установлены 2 паровых машины тройного расширения с охлаждением пара и 1 локомобиль компаунд с охлаждением. Вырабатывалась электроэнергия постоянного тока напряжением 250 В. Обеспечивала освещение 4500 ламп накаливания, 82 вольтовых дуг и 15 электродвигателей вентиляторов для квартир, общественных зданий и магазинов. С 1913 г. в этом флигеле какое-то время размещался кинематограф «Уран».

Рис. 6. Схема кабельной сети “Русского общества для эксплоатации электрической энергии” к 1897 г.