Типы паровых котлов. Шуховские котлы отопления
топки системы Шухова
Топка при этом котле, как и при всяком другом, может быть устроена для сжигания какого угодно топлива, твердого и жидкого. Имеются специальные, разработанные заводом Бари, типы топок, работающие на нефти, и особые топки системы Шухова для работы на торфе 47 и на низкосортных углях с весьма полным сжиганием его на решетке в каком угодно количестве. Входить, однако, в описание этих топок мы пока воздержимся, так как некоторые детали устройства их еще не патентованы изобретателем.
Вмазка котлов Шухова выполняется таким образом, что какова бы ни была длина котла, течение газов под котлом устраивается всегда одинаково: € решетки они поднимаются в передней частрг вверх; на пути они догорают, сталкиваясь между собой в расширенных промежутках между смежными батареями; доходят до барабана, затем делают поворот вниз, обогревают задние части батарей и удаляются в боров. Опытом доказано было, что добавление третьего поворота газов кверху уже не приносит существенной пользы. По кратчайшему расстоянию промежуток между смежными барабанами в горизонтальном направлении закладывается кирпичиками специальной формы, это покрытие заставляет газы проходить сквозь батареи между трубками, а не между батареями.
Котлы Шухова изготовляются на заводе Бари из лучшей мартеновской стали на рабочее давление пара в 105 фунтов на квад ратный дюйм, но в котлах, изготовленных по специальному заказу, это давление может быть повышено на сколько угодно.
Качество материала в производстве этих котлов проверяется при процессе ковки фланцев изогнутой формы, лазов для головок и барабанов и пр.
Технология этих котлов на заводе Барц образцово приспособлена к массовому производству и в недалеком будущем завод сможет каждый день выпускать по крайней мере по одному котлу на среднее число сил (около 80—100 л. с). С этой целью размеры большинства частей у котла Шухова сделаны однообразными. Все барабаны, например, готовятся с диаметром в 25,5 дюйма, толщиной металла в 3/4 дюйма, головки батарей имеют те же размеры. Длина барабанов изменяется от 10,5 до 22,5 футов через каждый 1 фут. Крышки лазов имеют 13 дюймов в диаметре и толщину в i/z дюйма; решетчатые днища головок получают толщину 7г дюйма; длина головок 20 дюймов между поперечными заклепочными рядами; отверстие в соединительных фланцах для пропуска пара и воды 6 дюймов^ в диаметре, шесть болтов в этих фланцах имеют диаметр lVe дюйма; трубки имеют внешний диаметр 3 дюйма.
Выковка крышек для лазов и фасонных соединительных фланцев делается на заводе Бари из полудюймовой стали от руки на специальных подбойках. Нагрев металла перед этим производится в отражательных печах,, работающих с нефтяным отоплением.
В таблице приведены данные для котлов с различным числом барабанов и батарей, причем первая цифра при букве марки котла (К) обозначает число барабанов, вторая — число батарей. Обозначения, принятые в таблице: N—мощность, л. с; F — поверхность нагрева, фут2; I — длина барабанов, фут; L — длина труб, фут; А, В и С — длина, ширина и высота печи котла, фут; тип — число сотен кирпичей красных и огнеупорных, которое идет на кладку печи.
neftepererabotka-info.ru
Типы паровых котлов
Типы паровых котлов
Рассматривая современные стационарные котлы, с точки зрения различия в технологии монтажа, можно разбить их на следующие типы паровых котлов:
- котлы жаротрубные;
- котлы горизонтально-водотрубные;
- котлы вертикальноводотрубные;
- котлы специальные прямоточные.
Типы паровых котлов - жаротрубные представляют собой цилиндрический железный барабан, к днищам которого присоединены одна или две жаровые трубы (фиг. 1-2).
В жаровых трубах обычно располагают топки. Продукты сгорания топлива проходят внутри труб, после чего омывают поверхность барабана сначала с одной, а затем - с другой стороны.
Котел укладывается на нескольких чугунных опорах, расположенных на фундаменте, и замуровывается в кирпичную кладку, которая и создает дымоходы котла.
Котлы с одной жаровой трубой называются корнваллийскими,а с двумя жаровыми трубами - ланкаширскими.
Вследствие своей громоздкости эти котлы строятся лишь для малых мощностей и на нормальное давление, почему и применимы только в небольших промышленных котельных.
В теплосиловых установках применяются почти исключительно котлы водотрубные.
Конструктивно типы паровых котлов состоят из одного или нескольких барабанов с системой труб небольшого диаметра.
По трубам циркулирует вода, снаружи же они омываются горячими газами.
Таким образом, поверхность нагрева в этих котлах состоит исключительно из труб.
По конструктивным признакам водотрубные котлы делятся на горизонтально- и вертикально-водотрубные.
В первых трубные пучки, образующие поверхности нагрева, располагаются под небольшим углом к горизонту (обычно не более 25°), во вторых они размещаются либо вертикально, либо со значительным наклоном к горизонту (45° и выше).
Из горизонтально-водотрубных котлов до последнего времени строились преимущественно котлы системы Шухова-Берлин (фиг. 1-3) с одним поперечным барабаном.
Котлы Шухова-Берлин в основном состоят из одного поперечного барабана и присоединенных к нему под углом 20° к горизонтали от двух до семи шахматно расположенных трубчатых секций (батарей).
Секция состоит из двух цилиндрических головок (коллекторов), соединенных между собой трубами, концы которых развальцованы в трубных решетках головок. Прямыми трубами большего диаметра каждая задняя головка присоединяется к барабану. К нему же присоединяется гнутыми трубами и каждая передняя головка.
Котлы этих типов строились на нормальное давление и небольшой производительности.
Из вертикально-водотрубных котлов строятся последнее время преимущественно двух- и однобарабанные котлы мощностью от малых до самых крупных величин - 230 т пара в час и на давление до 170 ата.
Поверхности нагрева в этих котлах состоят из системы сильно изогнутых труб, ввальцованных своими концами в барабаны и коллекторы.
Конструктивные особенности этого типа котлов будут отмечены при ознакомлении с технологией их монтажа. Необходимо лишь отметить, что в современном вертикальноводотрубном котле грани между поверхностью нагрева собственно котла и его экрана почти стерты, так что в дальнейшем изложении деление поверхностей нагрева на кипятильные трубы, экраны и т. п. носит несколько условный характер.
Совсем обособленное положение с точки зрения их конструкции занимают прямоточные котлы.
Котлы этого типа совсем не имеют барабанов и представляют собой по существу систему обогреваемых змеевиков, через которые питательными насосами прокачивается вода, которая в них последовательно подогревается и испаряется, а полученный пар перегревается.
Конструктивные особенности этого котла также будут отмечены при описании технологии его монтажа.
boiler-equipment.kz
Работа шуховского аппарата
Заполнение ведется через подогреватель и далее по путям, уже описанным. Шуровка куба начинается уже по мере постепенного его заполнения; такая предварительная шуровка продолжается около пяти часов, причем два часа идет на заполнение куба и около трех — на его подогрев.
Перегретый пар вводят сперва в крайние, как наименее глубоко лежащие паровые линии, наконец, в средние и потом уже в самую глубокую.
Если подогревание нефти в подогревателе идет слишком интенсивно, то можно, как и в других точках аппарата, путем приоткрывания задвижек пустить мазут, минуя перегонное устройство, прямо в холодильник.
Предварительная работа аппарата, прежде чем его погоны могли бы быть сведены в товар, продолжается около 1,5 — 2 ч, после чего каждый сифон дает погоны установленных качеств.
Контроль работы можно вести по одному из «сифонов» (отбор из кармана). В начале работы все сифоны дают продукты с приблизительно одинаковым удельным весом, но, по мере выработки нефти, их качества делаются различными, характеризуясь присущими им удельными весами.
Как видно, пока имеет место перемешивание всех фракций, так как удельные веса еще не распределились по порядку постепенного увеличения. Характер дальнейшей работы можно видеть по табл. 1.
Нормальный ход аппарата характеризуется следующими удельными весами погонов, причем счет сифонов имеет место в обратном порядке, т. е. нижний сифон — будет первым, как дающий наиболее легкий погон, а 10-й — последним, т. е. так:Удельный вес, кг/л 0,803 0,819 0,825 0,817 0,824 0,830 0,831 0,853 0,860 0,870 Удельный вес погонов в скруббере — 0,702 кг/л.
Ход куба по записям через каждые два часа по пробному сифону дает следующую картину колебаний его работы (табл. 2).
Выделение наиболее тяжелых погонов солярного типа происходит уже на тарелках; характер погонов можно видеть из данных табл. 3.
Это показывает, что легкие части уже выделились ранее, т. е. в малом кубе и в подогревателях. Удельный вес нефти, идущей на перегонку 0,8741 кг/л, температура вспышки ?Bcn по А—П 34° С. Качество погонов, выделенных каждым звеном, таковы: погон из скруббера имеет удельный вес 0,7717 кг/л, до 100° С отгоняется 5,8%, до 130° С отгоняется 49,9%, остаток 43,5%, всего 99,2%.
Температура по Бренкену 125° С, воспламенения 143° С. При нормальном ходе работы обычное давление в кубе около 6 дюймов нефтяного столба, но, по мере загрязнения и ухудшения условий работы, давление в кубе возрастает. В указанных случаях часто получается затрудненный выход паров.
Срок работы аппарата — в зависимости от чистоты нефти; при чистой нефти он длителен и значительно уменьшается в случае работы с нефтью загрязненной, когда аппарат требует остановки и чистки. Характер остановки, чистки и побочных манипуляций ничем не отличается от таковых же, практикуемых при работе с периодическим кубом или нобелевской батареей.
Пропускная способность описанного аппарата около 14 000 пудов неф! а в сутки, что при заливе около 1000—2000 пудов составляет десяти-двенад-цатикратную.
Таким образом, отличаясь компактностью и сравнительной простотой, пять таких агрегатов могут заменить большую пятнадцатикубовую батарею нобелевской системы.
С точки зрения затраты материала несомненно шуховский аппарат имеет известные преимущества, хотя, вообще говоря, он, разумеется, сложнее, нежели оборудование нобелевских кубов.
Надлежит обратить внимание на меньший расход воды, так как в данном случае имеется один лишь холодильник и один конденсатор; несомненно, что затраты топлива на таком аппарате будут значительно меньше, чем у нобелевских кубов, или у периодических керосиновых.
Утилизация тепла в самом кубе — здесь несколько ниже, чем у нобелевских кубов, так как дымовые газы идут лишь в одном направлении, не омывая более стенок куба, зато газы имеют возможность в последующем омывать малый куб с выделением оттуда легких погонов, чем, по существу, компенсируется указанный первый недостаток.
Надо думать, что работе этого аппарата свойственны некоторые недостатки в смысле получения светлых продуктов. По крайней мере на Шибаевском заводе, где эти аппараты работали, создалось убеждение, что погоны, получаемые из них, не столь чисты, что получается некоторое загрязнение, вызванное небольшими перебросами капель нефти, увлекаемых в конденсатор. Это вряд ли могло иметь место при внимательном подборе условий работы, и скорее следовало бы указать на конденсацию погонов. Поступая скопом в конденсатор, фракции подвергаются совместному охлаждению и выпадают в жидком виде в зависимости от температур кипения. В данном случае, можно полагать, создадутся условия для переноса одних фракций в другие, так как места оседания их очень близки друг от друга. Такая «смазанность погонов» и наблюдалась, хотя надо сказать, что эта «смазанность» свойственна и работающим регенерационным устройствам Грозного.
Сравнивая описанный аппарат с грозненскими установками, надо отметить, что первый значительно проще, как с точки зрения конструкции, так и ремонта, а равно и возможности изоляции отдельных звеньев, как было указано выше.
Практика работ показывает, что такие аппараты работали очень долго без остановки, обнаруживая возможность параллельной работы вместе с нобелевскими батареями. Это обстоятельство показывает, что экономически они работали не хуже нобелевских кубов.
При сравнении с работающими грозненскими регенерационными установками надо обратить внимание на отсутствие каких бы то ни было осложнений в работе, благодаря гидравлическим затворам, в то время как в грозненских установках влияние гидравлических перетоков имеет большое значение, часто тормозя работу и приводя ее в ненормальные условия; Шуховские аппараты не имели этого дефекта.
Вместо целого ряда трубчаток, охлаждаемых водой, мазутом или нефтью, имеется всего два конденсационных устройства, позволяющих конденсирующимся жидкостям свободно сливаться вниз.
neftepererabotka-info.ru
Великий инженер | chekltd.com
При упоминании имени Владимира Григорьевича Шухова у нас неизменно возникает только образ башни на Шаболовке. А между тем этому талантливому ученому принадлежат сотни изобретений самого различного назначения, в том числе – и в области энергетики.
Да и гиперболоидных конструкций, подобных шаболовской, им было построено больше двухсот!
В 1878 году именно Шухов воплотил в жизнь смелый проект фирмы «Братья Нобель» – проложил первый в России нефтепровод, осуществив тем самым мысль Д. И. Менделеева, еще в 1863 году писавшего о необходимости «устроить от нефтяных колодцев к заводу и от завода к морю особые трубы для проведения нефти как на завод, так и на морские суда».
Нефть в бочках
Американцы восприняли эту идею раньше: первые нефтепроводы появились в США. В России по‑прежнему сырая нефть с мест добычи на заводы доставлялась в бочках на арбах. Так же перевозился керосин с заводов до набережной, где он грузился на парусные суда. Неудобства перевозки обходились очень дорого: цена бочки, например, увеличивала стоимость 1 пуда производимого керосина на 40 копеек (по тем временам – большие деньги). К тому же сама процедура была далеко не безопасной, особенно в дождливую погоду, когда из‑за непролазной грязи до промыслов нельзя было добраться не только на арбе, но даже верхом. «Только навык и большое искусство тех кучеров, которые существуют в Баку, – свидетельствовал Д. И. Менделеев, – позволяет совершить переезд от Баку к промыслам, не изломав экипажей и костей». Дело осложнялось еще и тем, что Апшеронский полуостров, в летние месяцы лишенный растительности, был совершенно непригоден для содержания больших гуртов рабочего скота. Доставлять на арбах 2 или 3 миллиона пудов нефти было еще можно, хотя и дорого, но при добыче в 50‑100 миллионов пудов такой способ сообщения промыслов с заводами становился абсурдным.
Инициатива Нобелей
Братья Нобели решили положить конец лишним затратам. Было решено устроить железный трубопровод с паровыми насосами. Вначале предполагалось привлечь к работам имевших опыт строительства подобных сооружений американцев, но они потребовали слишком большой срок для изучения местных условий. Тогда‑то и обратились к В. Г. Шухову. Перед молодым инженером встала трудная задача: представить убедительный для бакинских промышленников проект, обосновать целесообразность перехода к новому способу транспортировки нефти и рассеять все сомнения относительно экономичности нефтепровода и надежности его в эксплуатации.
Научного обоснования строительства нефтепроводов в те годы не существовало. «Долгая и по‑своему примечательная эпопея трубопроводов в Америке была, в основном, историей практических работ, проделанных любознательными, но, увы, невежественными людьми, которые не имели четкого представления, что они делают или как они это делают», – отмечал русский ученый С. Г. Войслав.
Составленный В. Г. Шуховым проект комплексно решал проблему нефтепровода оптимальной конструкции, включая проектирование всех искусственных сооружений на трассе. Разработанные им методы позволили сравнить стоимость перекачки нефти по трубопроводу и перевозки ее по железной дороге как раз в то время, когда большинство бакинских промышленников выступало за строительство прибрежной железнодорожной ветки, связывающей промысловую площадь с заводами Черного города. Активным противником этой идеи был в те годы лишь Людвиг Эммануилович Нобель, твердо веривший в полную осуществимость и выгодность трубопроводной перекачки нефти, о чем в 1877 году он сообщил на заседании Императорского русского технического общества. Неоспоримым, казалось бы, доказательством его правоты стал разработанный В. Г. Шуховым проект, и Л. Э. Нобель в 1878 году обратился к крупнейшим бакинским промышленникам с предложением сообща построить нефтепровод. Предложение это, однако, было встречено враждебно. Однако он все же достал необходимый капитал.
Первые трубы
Первый российский нефтепровод, соединивший промысловую площадь в Балаханах с заводским районом Черного города, имел протяженность 8,5 верст (9 км) и диаметр 3 дюйма (7,62 см). Сделан он был из железных труб, соединенных с помощью муфт и нарезных концов. «Какое значение имела эта первая железная труба… показывает тот факт, что перекачка нефти по ней обходилась менее 1 копейки за пуд, тогда как перевозка ее в арбах – до 9 копеек с пуда. Принимая во внимание, что для выделки одного пуда керосина требуется три пуда нефти, расходы заводчика уменьшились на 25 копеек с пуда», – таков отзыв фирмы Нобель.
Профессор Горного института К. И. Лисенко в своем докладе Императорскому русскому техническому обществу в 1879 году отмечал: «…Результаты его действия оправдали как экономические, так и технические расчеты… Влияние нефтепроводов отразится, прежде всего, на стоимости нефти перегонным заводам, а это вопрос капитальный». В сутки по трубопроводу перекачивалось 35 тысяч пудов нефти. При стоимости в 100 000 рублей сооружение окупилось в один год.
Столь быстрый и крупный успех предприятия поколебал консерватизм местных промышленников.
Проектирование и строительство первых российских нефтепроводов было осуществлено В. Г. Шуховым с большим инженерным мастерством. «Построенные в Баку в 1879 году нефтепроводы работают до сих пор непрерывно, – свидетельствовал сам Владимир Григорьевич в 1894 году, – и трубы их, несмотря на высокое рабочее давление… не требовали пока никакого ремонта».
Теория и практика
Значение первых нефтепроводов выходило далеко за пределы их практического использования. Уже в этих начальных проектах Шуховым были заложены основы созданной им первой в мире научной теории расчета и строительства трубопроводов.
В июльском номере журнала «Вестник промышленности» за 1884 год была опубликована первая теоретическая работа Шухова по данному вопросу – статья «Нефтепроводы». А десятью годами позже, в 1894‑м, вышла в свет его книга «Трубопроводы и их применение в нефтяной промышленности». Интерес к ней оказался настолько велик, что уже в 1895 году пришлось выпустить второе издание. Н. Е. Жуковский отмечал, что исследование Шухова «по трубопроводам является результатом обширных опытных данных по транспорту нефти. В нем Владимир Григорьевич разрешает задачу о наивыгоднейшем сооружении нефтепроводов, принимая во внимание все элементы расхода на сооружение и его эксплуатацию».
В этих работах Шухову удалось научно обобщить разрозненные экспериментальные данные и вывести основополагающие формулы, вошедшие затем в справочники почти всех стран мира, в том числе в первый русский курс «Технологии нефти», написанный инженером-технологом К. И. Тумским.
Проектируя нефтепроводы, Шухов сделал два изобретения: ввел «особые тонкостенные трубы, имеющие постоянную толщину стенок, не зависящую от диаметра», а также разработал способ перекачки нефтяных остатков с подогревом для уменьшения их вязкости. Для практического осуществления этой идеи он предложил использовать «трубчатые подогреватели, устанавливаемые на всасывающей трубе у насоса, причем отработавший в насосе пар проходит по трубам подогревателя и нагревает подходящие к насосу остатки. Соответственным образом нагретые, они поступают в насос, легко проходят через клапаны и трубы, причем коэффициент трения остатков уменьшается соответственно повышению температуры нагрева их, и при известной температуре он становится одинаков с коэффициентом трения нефти… При хорошей защите труб работа остаткопровода является столь же легкой, как и при перекачке нефти», – утверждал изобретатель.
Из Баку в Батум
Еще один разработанный В. Г. Шуховым проект предусматривал строительство нефтепровода от Баку до Батума общей протяженностью 820 верст с 35 промежуточными станциями; диаметр труб составлял 6 дюймов.
Но нефтепровод так и не состоялся. В 1891 году Кабинет министров принял окончательное решение: отложить осуществление проекта, считая его прежде-временным. Закавказская железная дорога поставила на рельсы 3000 наливных вагонов-цистерн частных владельцев, и экспорт нефти начал развиваться. Благополучие, однако, продолжалось недолго. К 1890‑м годам дорога стала в полном смысле слова «нефтяной»: 62 % всех перевозившихся по ней грузов составляли нефтяные продукты, но пропускная способность ее была уже недостаточной.
В 1893 году решили строить керосинопровод. К работам по правительственному заказу была привлечена фирма А. В. Бари. Строительство магистрального керосинопровода Баку – Батум, проложенного вдоль линии Закавказской железной дороги, было начато в 1897 году и продолжалось десять лет.
Шнуровой насос
Но промышленность обязана Шухову не только нефтепроводами.
Им был спроектирован в 1886 году и установлен в одном из имений Подольской губернии первый шнуровой насос. Он подавал воду на высоту более 36 метров. После этого удачного опыта Владимир Григорьевич предложил использовать шнуровые насосы для подъема нефти из буровых скважин. Мысль эта, однако, не встретила понимания со стороны бакинских нефтепромышленников. Сыграла тут роль не только косность их мышления, но и прямая незаинтересованность в увеличении добычи нефти, которую из‑за отсутствия нефтепровода и так некуда было девать, цена же на нее падала.
Наблюдение за фонтанами, где нефть выбрасывается на поверхность силою сжатых подземных газов, привело В. Г. Шухова к мысли о возможности добычи нефти из скважин с помощью сжатого воздуха. В результате им был создан насос типа «эрлифт».
Но эрлифт имел ряд недостатков. Он мог подавать жидкость лишь по вертикальной или сильно наклоненной трубе, из‑за невозможности создать в конце напорной трубы значительного постоянного давления не годился для питания паровых котлов. Но главное, насос имел довольно низкий коэффициент полезного действия и целесообразно мог использоваться лишь там, где имелась дешевая энергия. Поэтому В. Г. Шухов одновременно занимался усовершенствованием тех типов насосов, высокая производительность которых заставляла отдавать им предпочтение в большинстве случаев практики.
Вслед за Прюдоном
Непосредственный предшественник его нового изобретения – инерционный поршневый насос с одним клапаном – был создан французскими инженерами Прюдоном и Дюбостом и приобрел известность с 1889 года, со времени демонстрации на Всемирной выставке в Париже. Конструкция эта, однако, имела существенный дефект, исключающий ее применение для откачки жидкостей с больших глубин. При каждом обороте помещенного вверху насоса шатунного механизма штанга поршня оказывалась на некоторое время сжатой. Как писал в одной из своих рукописей Владимир Григорьевич, это обстоятельство при большой длине штанги «вызывает в ней изгибы, разрушительно действующие на всю систему насоса и уменьшающие коэффициент его полезного действия». Для обеспечения надлежащей жесткости штанги нужно было или сильно увеличивать ее поперечное сечение, или ставить дополнительные диафрагмы. Но в обоих случаях размеры насоса становились конструктивно неприемлемыми, вес его непомерно возрастал, а эффективность столь же резко уменьшалась. Шухов посмотрел на проблему с неожиданного ракурса и предложил вообще отказаться от жесткой конструкции штанги, заменив ее гибкой, состоящей «из ремней или из ряда канатов» и снабженной пружиной, которая при движении поршня вверх сжимается диафрагмой, укрепленной на конце гибкого стержня штанги. Когда сжимающее усилие в пружине достигает максимума, она начинает распрямляться и оттягивает штангу поршня вниз.
Это изобретение Шухова относится к 1890 году. Оно оказалось весьма эффективным и позволило увеличить скорость работы поршневых насосов, равно как и глубину откачки, в 1,5‑3 раза. Насосы такой системы вскоре были установлены на некоторых нефтепромыслах, а также начали применяться для артезианских скважин.
Наливные баржи
Построив первые российские нефтепроводы, Владимир Григорьевич обратился к усовершенствованию способов транспортировки нефти водным путем. Созданный им тип наливной баржи, по утверждению современных ученых-кораблестроителей, «остается непревзойденным по своим судоходным качествам».
Главная заслуга Шухова состоит в том, что он ввел в область речного судостроения строгие методы строительной механики. Рассматривая речное судно как балку сложного сечения, покоящуюся на упругом основании, инженер пришел к выводу, перевернувшему давно устоявшиеся, найденные эмпирическим путем положения: «Если брус прогнется под влиянием груза, то какую бы длину ни прибавляли к концам его, эти концы не могут оказывать заметного влияния на прогиб бруса и на его ломающий момент, если только прибавленные концы плавают в воде». На практике это означало, что можно почти вдвое увеличить длину баржи, доведя ее до 150‑170 м, оставляя при этом почти без изменения поперечные сечения основных несущих элементов.
Шуховские баржи отличали экономичность, прочность, хорошая управляемость и эстетическое совершенство. Уже в первые годы после их появления стоимость перевозки нефти по Волге от Астрахани до Нижнего Новгорода упала с 30 до 7,5 копейки за пуд. Буксирный пароход вместо одной обычной баржи мог тянуть две или три баржи Шухова и делал это так легко, как будто они плыли сами. Зрелище это, по свидетельству очевидцев, производило в те годы настоящую сенсацию.
Крекинг
Но едва ли не главное свое изобретение В. Г. Шухов сделал, разрешая проблему переработки нефти, – создал установку для осуществления крекинг-процесса, который с большим основанием следовало бы именовать «процессом Шухова», как это было предложено в 1923 году Советом нефтяной промышленности и в 1964‑м Академией наук.
В 1886‑м В. Г. Шуховым был заявлен, а в 1888 году получен патент на «аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти».
На практике изобретение Шухова сразу после получения патента было осуществлено дважды. Первый раз – на заводе С. М. Шибаева в Баку; второй раз – на заводе Ротшильда.
К. И. Тумский подчеркивал, что «при практическом осуществлении аппарат Шухова, постепенно видоизменяясь, значительно уклонился от первоначальной схемы. В Баку он использовался для перегонки керосина и соляровых масел, следовательно, количество получаемых продуктов было сокращено сравнительно с полной схемой прибора, предназначенного для получения из нефти всевозможных продуктов».
Но даже и в таком «урезанном» виде аппарат этот был передовой конструкцией.
В 1924 году прекрасно знавший шуховскую конструкцию инженер И. И. Елин заявлял: «При такой перегонке, когда нефть не изменяется в своих основных свойствах, после Шухова ни у нас, ни даже в Америке не было введено никаких новшеств, которые имели бы основное значение».
На достигнутом, однако, Владимир Григорьевич не остановился и уже 21 января 1888 года заявил, а 25 сентября 1890 года получил привилегию на свое новое изобретение в этой области – гидравлический дефлегматор, применимый для перегонки нефти и других жидкостей». Смысл этого устройства, по словам изобретателя, состоял в том, что «пар нефти, перегоняемой в обыкновенных кубах на керосин и масло, механически увлекает с собой в холодильник частицы испаряемой жидкости, а также и паровой туман… Дефлегматор предназначается для задержания упомянутых примесей путем промывки пара в жидкости и просеивания его через батарею решеток с мелкими отверстьями, в результате чего получается продукт более однообразный и требующий меньше реактивов для очистки. Этот дефлегматор может быть применен к каждому периодически заряженному или беспрерывно действующему перегонному кубу».
Эти первые изобретения Шухова в области переработки нефти вскоре получили свое логическое завершение. 24 января 1890 года им была подана заявка на способ «перегонки под давлением и при высокой температуре нефти и нефтяных продуктов». Это и был в точном значении слова крекинг-процесс.
Паровые котлы
При жизни наибольшую известность Владимиру Григорьевичу принесли работы в области котлостроения. XIX век был «веком пара», и потому понятно, какое большое значение имели в то время паровые котлы. В 1880‑е годы в России использовалось множество разнообразных типов и систем котлов, по преимуществу иностранных. Особой популярностью пользовались водотрубные котлы американской фирмы «Бабкок и Вилькокс», конструкция которых была запатентована в 1867 году.
Шухов в конце 1880‑х годов приступил к созданию собственной конструкции, в которой сумел усилить достоинства и устранить недостатки других систем.
Паровые котлы системы Шухова также относились к типу водотрубных котлов, являвшихся более совершенными и экономичными по сравнению с дымогарными. Во всем остальном, кроме этого типологического родства, они представляли собой конструкцию оригинальную, от американской системы независимую и превосходящую ее простотой и логичностью устройства. Достигнутый Шуховым блестящий результат поразил самих американцев. В конструкции он более чем на 30 лет предвосхитил появление экранов – изобретения, составившего эпоху в котлостроении.
Совершенство конструкции дало ей удивительное долголетие. Так, горизонтальный котел Шухова, поставленный в начале 1900‑х годов в одном из цехов Истьинского металлургического завода под Рязанью (филиал Коломенского завода), находился в эксплуатации вплоть до осени 1989 года.
В 1898 году В. Г. Шухов разработал конструкцию пароперегревателя для парового котла. Отличительной чертой ее являлось воздушное охлаждение во время растопки котла вместо обычно принятого до тех пор охлаждения водой.
А за два года до этого получил привилегию на еще одно свое изобретение – «Вертикальный трубчатый котел».
«Из всех существующих систем вертикальных водотрубных котлов система Шухова наиболее совершенным образом удовлетворяет всем практическим требованиям: при быстроте получения сухого пара вертикальные котлы Шухова имеют чрезвычайно простое устройство и наилучшим образом приспособлены к экономичной работе и очистке их от грязи и накипи, кроме того, все формы котла таковы, что они допускают употребление на изготовление котла только металла наивысших качеств», – так оценил изобретение П. К. Худяков. Вертикальный котел Шухова получил широкое распространение для мелких установок, водокачек, небольших насосных станций, отопления железнодорожных вагонов и т. д. Совершенно не имея обмуровки, он поступал к заказчику в полностью готовом виде и был очень удобен в транспортировке.
В. Г. Шуховым была разработана также конструкция вертикального водотрубного котла сдвоенной системы, преимущество которой составляла последовательная утилизация горячих газов сначала в одном котле, а затем в другом.
www.chekltd.com
