Паровая форсунка шухова для чего
Перейти к содержимому

Паровая форсунка шухова для чего

  • автор:

Паровая форсунка шухова для чего

В мировой истории инженерного дела вряд ли найдется личность более талантливая и многогранная, ученый, внесший неоспоримый вклад в развитие нефтегазовой отрасли, архитектуры и строительства. Владимир Шухов, которого еще при жизни называли «первым инженером России» во многом опередил свое время — его изобретения способствовали развитию экономики страны и определили будущее нефтегазовой промышленности. Конструктор, чьи работы отличаются одновременно оригинальностью, простотой и изяществом, находят широкое применение и по сей день.

Владимир Шухов родился в 1853 году в семье надворного советника Григория Шухова и небогатой дворянки Веры Шуховой.

Уже с детства будущий великий ученый проявлял интерес к естественным наукам и конструированию. В 1871 году с отличием окончил гимназию в Петербурге, где проявились его математические способности — в 13 лет он собственным способом доказал теорему Пифагора.

Поступив в Императорское Московское техническое училище (ныне — МГТУ имени Н.Э. Баумана), Шухов завоевал особое уважение преподавателей.

Передовым учебным заведением ИТМУ делал не только удивительно сильный преподавательский состав, но и наличие практической подготовки учащихся — проводились занятия в мастерских, студенты обучались в том числе токарному, литейному, кузнечному делам.

Свое первое изобретение Шухов запатентовал еще студентом. «Прибор, производящий разбрызгивание мазута в топках, используя упругость водяных паров», или паровая форсунка оказал огромное влияние на нефтяную промышленность и применяется до сих пор в различных областях. До этого мазут, образовывавшийся в ходе переработки сырой нефти, из-за тяжелого возгорания считался отходом и просто сливался в реки и котлованы. Форсунка Шухова позволила распылять густой мазут при помощи водяного пара, что сделало его отличным топливом для паровых двигателей.

В качестве поощрения за отличное окончание училища в 1876 году Шухов был направлен в годичную командировку в США. Америка того времени являлась одной из самых прогрессивных стран в области промышленности. Шухов посетил Всемирную выставку (ныне — Expo ), металлургические заводы Питтсбурга, наблюдал за строительством железных дорог и был крайне очарован западными достижениями техники. Там же он познакомился с Александром Бари — американцем русского происхождения, инженером и виртуозным предпринимателем, с которым позже было связано более 35 лет плодотворного сотрудничества.

В.Г. Шухов и А.В. Бари, 1880-е гг.

Вернувшись в Россию, Шухов устраивается проектировщиком в железнодорожное депо, однако вскоре получает другое предложение. На заре развития нефтяной отрасли в России на родину возвращается Александр Бари и, пользуясь связями в инженерных кругах, получает заказ на организацию наливной системы и транспортировки нефти для Товарищества братьев Нобель. Еще в Штатах оценив потенциал Шухова, Бари приглашает его в Баку.

Нефтяная промышленность была крайне слабо развита технически — зачастую нефть поднимали ведрами из колодцев, перевозили бочками на ослах, хранили в открытых земляных котлованах, а установки перегонки напоминали, скорее, самогонный аппарат. Сотрудничество Бари и Шухова буквально за два года (1878–1880 гг.) полностью изменило технологические процессы, от добычи и транспортировки до переработки нефти.

Благодаря Шухову и Бари на Бакинском месторождении началось промышленное применение технологии «эйрлифт» — способ поднятия глубокозалегающей нефти с помощью сжатого воздуха.

По проекту Шухова был построен первый в Российской Империи нефтепровод, соединивший Балханы и заводской район Баку, где располагался нобелевский завод по перегонке нефти. Несмотря на стоимость проекта, в том числе затраты на охрану магистрали, на которую неоднократно совершали нападения владельцы гужевого транспорта, окупился он в течение первого же года.

Людвиг Нобель писал:

Следующим шагом стал керосинопровод от завода до порта.

С увеличением добычи и развитием отрасли в целом остро встал вопрос хранения нефти и нефтепродуктов. Здесь же в Баку Шуховым был разработан и построен первый в мире цилиндрический резервуар-нефтехранилище. Имевшиеся на тот момент американские и немецкие аналоги из-за своей квадратной формы требовали в производстве большого количества металла, что значительно увеличивало их стоимость. Предложенная Шуховым цилиндрическая конструкция из клепаных металлических листов позволяла использовать значительно более тонкий металл. Кроме того, в верхней части резервуара, где давление на стенки было значительно меньше, толщина металла снижалась еще в два раза. Благодаря дешевизне и надежности шуховские резервуары вскоре стали мировым стандартом.

Резервуар для хранения нефти системы Шухова

Еще одним прорывом стала разработанная Шуховым установка крекинга нефти — технологии «расщепления» нефти при помощи высоких температур и катализаторов — позволившей значительно увеличить количество производимых нефтепродуктов (тогда из нефти получали только керосин), включая бензин. Патент на изобретение был получен в 1891 году. Тем не менее американские инженеры в течение 20 лет оспаривали авторство Шухова, и лишь в 1923 году он был признан единственным изобретателем.

Перечислять изобретения гениального ученого можно бесконечно долго: Шухов внес вклад в развитие нефтеналивного транспорта и танкеров, принимал участие в разработке системы водоснабжения Москвы, по его чертежам было построено более 500 мостов, во время Первой мировой войны занимался проектированием для нужд военной промышленности. Но особое признание ему принесло изобретение первых в мире гиперболоидных конструкций, широко применяемых при строительстве инженерных коммуникаций и получивших развитие в архитектуре. Знаменитая телебашня на Шабаловке была спроектирована Шуховым и построена под его руководством, он принимал участие в проектировании Верхних торговых рядов в Москве (ныне — ГУМ), знаменитой вращающейся сцены МХАТа.

Последние годы жизни Шухова были омрачены сменой режима, постоянными переживаниями за сыновей и нападками за связь с Белым движением. Несмотря на довольно прохладные отношения с Советской властью и многочисленные предложения западных контор, эмигрировать из страны Шухов отказался.

Универсальный гений. Гиперболоиды инженера Шухова

Владимир Шухов. Фотография 1891 года.

Работы по сооружению Шуховской башни начались 14 марта 1920 года.

За один только разработанный и запатентованный процесс крекинга нефти имя Шухова должно остаться в человеческой памяти на вечные времена.

Родился Володя Шухов 16 (28) августа 1853 года в деревне Пожидаевке — курском имении своей матери, небогатой дворянки Веры Шуховой. Отец, надворный советник Григорий Петрович Шухов, был директором филиала Петербургского государственного банка, хорошо владел несколькими языками и дружил со знаменитым хирургом Николаем Пироговым. Мальчик был такой же, как и миллионы других мальчиков: в меру бесшабашный, без меры активный и страшно любопытный до всякой техники. Начальные понятия о чтении и счете ему дали дома, а в 11 лет определили в Пятую Петербургскую гимназию.

На возведение крыши ГУМа ушло 800 тонн металла, но в это трудно поверить.

Вова и раньше любил считать и чертить разные мальчишеские изобретения, а тут он и вовсе расшалился. Дошло до того, что в 4 классе юный гимназист осмелился у доски доказать теорему Пифагора собственным способом, без рисования надоевших всем «Пифагоровых штанов». Учитель строго посмотрел на доску, на мальчишку, опять на доску, пожевал губу, поправил пенсне и подвел итог: «Правильно. но нескромно». И вывел в журнале неудовлетворительную оценку.

Это не сломило в мальчике любовь к наукам. После успешного окончания гимназии он, по совету отца, в 1871 году поступил в лучшее техническое учебное заведение страны — Императорское московское техническое училище (ИМТУ), ныне нам известное, как Московский государственный технический университет имени Баумана. Преподаватели, среди которых били такие корифеи, как создатель аэродинамики Николай Жуковский, математик Алексей Летников, механик Дмитрий Лебедев, чувствуя огромный потенциал молодого студента, не стремились развить в нем скромность.

Напротив, они всячески поощряли и старательно развивали в нем настырность, амбициозность и веру в то, что любой технический вопрос можно решить нетрадиционным и красивым способом. Первым официально зарегистрированным изобретением еще студента Шухова была специальная паровая форсунка. До этого времени получаемый в процессе перегонки нефти мазут из-за тяжелого возгорания считался отходом и просто сливался в реки, моря и котлованы.

Первая в мире гиперболоидная башня Шухова, Нижний Новгород, фотография А. О. Карелина, 1896

Однако форсунка Шухова, распылявшая с помощью создаваемого паровиком водяного пара густой мазут в топку, превратила его в хорошее горючее для паровых двигателей. Конструкция форсунки была так проста, оригинальна и надежна, что великий русский химик Дмитрий Менделеев, кстати, предрекавший мазуту, как виду топлива, большое будущее, даже поместил ее рисунок на обложке своей книги «Основы фабрично-заводской промышленности», а основные принципы ее системы используются инженерами и поныне. Силу форсунки почувствовал главный российский нефтяник того времени Людвиг Нобель, глава нефтяного гиганта «Товарищество братьев Нобель», старший брат знаменитого создателя динамита и основателя престижнейшей научной премии Альфреда Нобеля. В 1879 году он приобрел у Шухова патент на ее производства и начал оснащать ею паровые двигатели своих танкеров. Вот как описывали форсунку в журнале «Техник» в статье «Нефтяной пульверизатор Л.Э.Нобеля с вращающимся пламенем»: «Форсунка эта состоит из цилиндрической коробки с двумя цилиндрическими отростками: по нижнему отростку течет пар, по верхнему — нефть. Величина отверстий для пара и нефти может регулироваться от руки, и таким образом можно установить желательный приток нефти. . Усовершенствование здесь заключается главным образом в том, что пульверизационное пламя имеет в топке вращательное движение вокруг горящей оси, через что достигается более полное сгорание топлива и совершенно равномерное нагревание. Пульверизаторы г. Нобеля изготавливаются на его собственном заводе и стоят около 130 рублей». Для сведения: 130 рублей российский чиновник небольшого ранга получал за год работы.

Шуховская башня в Москве

В 1876 году Шухов с отличием окончил училище. Защищать дипломный проект ему не пришлось, поскольку диплом и звание инженера-механика ему были даны «по совокупности заслуг». Патриарх российской математики Пафнутий Чебышев предлагал ему перспективное место ассистента, Жуковский звал остаться преподавателем, но Шухова влекла практика. Как лучшего выпускника его премировали годичной командировкой в технически продвинутые США (тогда их называли САСШ — Северо-Американские Соединенные Штаты). Тут он побывал на Всемирной выставке в Филадельфии (сегодняшнее — ЭКСПО), посетил паровозные заводы Питтсбурга и вернулся в Россию совершенно очарованным западным техническим прогрессом.

В Петербурге Владимир устроился в железнодорожное общество Варшава — Вена проектировщиком железнодорожных депо, но проработал там недолго. В 1876 году в Россию приехал очень деятельный американец русского происхождения Александр Бари. С Шуховым он познакомился еще в США, в Филадельфии, и именно разговоры с молодым инженером заставили Бари вернуться на родину предков. Основав в России собственное конструкторское бюро он тут же зазвал туда своего знакомого. Шухов сразу стал у него ведущим инженером и оставался им все дальнейшее время. «Моя личная жизнь и жизнь и судьба конторы были одно целое, — писал он потом в воспоминаниях, — . Говорят А. В. Бари эксплуатировал меня. Это правильно. Юридически я всё время оставался наёмным служащим конторы. Мой труд оплачивался скромно по сравнению с доходами, которые получала контора от моего труда. Но и я эксплуатировал его, заставляя его выполнять мои даже самые смелые предложения! Мне предоставлялся выбор заказов, расходование средств в оговорённом размере, подбор сотрудников и найм рабочих.

Кроме того, А.В. Бари был не только ловкий предприниматель, но и неплохой инженер, умевший оценить новизну технической идеи. Кто из предпринимателей того времени взялся бы за сооружение в шесть месяцев павильонов Нижегородской выставки, если они, даже построенные, вызывали сомнения в надёжности? Приходилось терпеть несправедливости в оплате труда ради возможности инженерного творчества. «. Мое основное условие работы в конторе: выиграть по контракту выгодный заказ, причем за счет более низкой, чем у конкурентов, стоимости и более коротких сроков исполнения и при этом обеспечить конторе прибыль не ниже, чем у других контор. Выбор темы конкурса — за мной».

Тогда в стране только начался нефтяной бум. В нефтеносных регионах Каспия крутились огромные капиталы, и Бари перевел основную свою контору, вместе с Шуховым, в Баку. Отрасль технически находилась в самом примитивном состоянии, нефть часто выкачивали ведрами из колодцев, перевозили исключительно в бочках, на осликах, хранили в выкопанных земляных котлованах, перегоняли с помощью самых примитивных установках, напоминавших самогонные аппараты. Поэтому не стоит удивляться тому, что наиболее прогрессивные нефтепромышленники, во главе с миллионерами Нобелями, Кокоревым, Лианозовым и другими сразу загрузили фирму заказами.

Гиперболоидная башня конструкции В. Г. Шухова в Николаеве

Главной проблемой, стоявшей перед нефтяниками, была тогда транспортировка. Нефтедобыча росла такими темпами, что ослики не успевали размножаться и их банально не хватало. Поэтому первым заказом было проектирование и прокладка для компании братьев Нобель первого в Европе нефтепровода. Шухов блестяще справился с поставленной перед ним задачей. Для того, чтобы избежать саботажа и диверсий местного населения, наживавшегося на ослиной транспортировке, трубы были закопаны на двухметровую глубину, а на насосных станциях и вдоль трубопровода были поставлены казаки, отражавшие набеги недовольных осло- и муловладельцев. Начинался он в самом центре Балахан, откуда шел до нобелевского нефтеперерабатывающего завода в Черном городе. На случай аварий или пожара на линии длиной около 13 километров было оборудовано 8 пожарных постов. Диаметр трубы был равен 3 дюймам (7,62 сантиметров), а продукт, подгоняемый специальными насосами, шел по ней со скоростью 1 метр в секунду. За сутки через нефтепровод прокачивалось до 1300 тонн нефти. Только за декабрь 1878 года по нему было перекачано 841 150 пудов нефти. В результате стоимость транспортировки от скважины до завода удалось довести сначала до 10 копеек (против 35 в бочке), а потом и вообще до полукопейки за пуд. Позже Людвиг Нобель писал об этом детище Шухова: «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». Вложенные Нобелями в трубопровод деньги, с учетом затрат на казаков и пожарников, вернулись меньше чем за год. Следующим шагом была прокладка Шуховым уже «керосинопровода» от завода до порта. Прознав об этом, собственные трубы стали заказывать и другие промышленники. Уже в 1879 году Шухов построил второй нефтепровод, протяженностью 12 километров, теперь по заказу купца Лианозова. В следующие три года он проложил еще три трубы по маршрутам Балаханы — Суруханский завод, Суруханский завод — Зыхская коса, Балаханы — Чёрный город.

Сохранится ли такой «пейзаж» на Шаболовке или останется только на фотографиях?

Следующей проблемой, поставленной перед инженером опять же настырными Нобелями, было хранение и сбережение. Для равномерной и постоянной загрузки их гигантского нефтяного добывающе-перерабатывающего комплекса требовались большие хранилища. Ранее Бакинские нефтедобытчики хранили запасы своего сырья в специальных прудах под открытым небом. Такая примитивная технология хранения серьезно настроенных предпринимателей могла удовлетворить только на самом раннем этапе, но делать ставку на «озерные хранилища» было никак нельзя. Мало того, что часть нефти из таких, практически естественных, хранилищ просто пропадала, так они еще весьма часто горели. В США металлические специализированные нефтехранилища уже существовали, но они Нобелей не устраивали. Это были огромные, страшно дорогие и тяжелые прямоугольные железные сооружения, возводившиеся на мощном фундаменте. Инженер Шухов, уже достойно показавший свои таланты, и тут порадовал братьев. Спроектированное им цилиндрическое нефтехранилище с конической или плоской крышей и тонким дном возводилось на специально подготовленной подушке из обычного песка. Оно было значительно легче американского аналога за счет гениального Шуховского ноу-хау: толщина стенок в нем была непостоянной: у основания, где давление было наибольшим, они были значительно толще, чем наверху. Сам Шухов об этом в своей книге «О расчете нефтяных резервуаров» писал: «резервуар с переменной толщиной стенок имеет наименьший вес при условии, что объем всего железа дна и покрытия равен объему всего железа в стенках, необходимого для восприятия растягивающих усилий в поясах». Точные расчеты позволили ему максимально оптимизировать конструкцию. Высота хранилища была 11,4 метра, толщина листов металла, из которых оно клепалось, составляла 4 миллиметра (против 5 миллиметров у немцев и 6,35 — у американцев), вместимость — 160 000 пудов (примерно 2600 тонн) керосина. Все это, плюс еще множество инноваций, приводило к тому, что Шуховские хранилища, при одинаковой емкости, были дешевле американских на треть и значительно надежнее. Первое построили на деньги Людвига Нобеля на Балахнинских промыслах, там, где начинался нобелевско-шуховский нефтепровод. В самое короткое время они стали де-факто мировым стандартом. Только в России и только до 1917 года было построено более 20 000 хранилищ системы Шухова. Мировым стандартом они остались и по сию пору. Именно так: за прошедшие почти полтора столетия эти конструкции почти не изменились, настолько совершенными их создал Шухов.

Хранили в них и не только нефтепродукты. Если помните, в кинофильм «Белое Солнце пустыни» красноармеец Сухов сохранил жизни восьми жен бандита Абдулы именно в Шуховских нефтехранилищах.

Первые в мире металлические танкеры были построены тоже Нобелями, но заказали они их не Шухову. Обрусевшие шведы не верили, что в России даже самый гениальный инженер может создать путное морское или речное судно. Поэтому их «наливные баржи» конструировали и строили в Норвегии. Но когда русские купцы увидели, какие прибыли Нобели извлекают из своей нефтяной флотилии, они уже обратились к Бари, точнее — к Шухову. И он, на зависть Нобелям, разработал значительно более надежные, чем норвежские, отечественные танкеры. В 1885 году он, по заказу судовладельцев Баранова и Шитова построил две наливные баржи грузоподъемностью 640 и 800 т. Баржи были сравнительно маленькими, 70 м в длину и 10 в ширину. Однако уже к концу века размеры шуховских танкеров выросли до 150-170 м, а грузоподъемность — до 1600 т.

Установка В. Г. Шухова для термического крекинга нефти, 1931

Но главным подарком, который сделал нефтяникам Шухов, был, конечно, разработанный им крекинг-процесс, с помощью которого при перегонке из нефти можно было получать не только керосин, но и массу других ценных продуктов: бензин, моторные масла, соляру, мазут, асфальт, гудрон и целую кучу других полезных углеводородов. И все это в непрерывном процессе, без остановки для загрузки новой порции сырья и выгрузки отходов, что до того было просто немыслимо. Шухов запатентовал крекинг в 1891 году (патент Российской империи № 12926 от 27 ноября 1891 года). Хотя первую крекинг-установку для тех же Нобелей он построил двумя годами раньше.

В 1885 году компания Бари приняла участие в конкурсе на создание в Москве общегородского водопровода. За три года Шухов со товарищи полностью спроектировал систему водоснабжения второй столицы империи. Вместе с группой гидрогеологов он лично изъездил окрестности города для того, чтобы найти подходящие источники. Ими стали мытищинские ключи в бассейне Яузы.

Бари постоянно расширял свою деятельность и открывал отделения своей конструкторской конторы в крупнейших городах России. А Шухов требовал от него все новых и более сложных заданий. В начале 1890-х он погрузился в строительное дело, начав с проектирования железнодорожных мостов. За последующие годы в России по проектам Шухова их было построено 417. Это не значит, конечно, что он проектировал по 10 мостов в год, просто инженер создал несколько стандартных проектов экономичных и быстровозводимых мостов, которые в короткий срок можно было подогнать практически под любые условия.

Примерно тогда же он увлекся и тем, чем мы восхищаемся по сию пору — изумительными шуховскими потолочными стеклянными перекрытиями. В 1890 году в Москве был объявлен конкурс на постройку нового здания Верхних торговых рядов. Победил совместный проект архитектора Померанцева и инженеров Шухова и Лолейта. Владимир Григорьевич в нем отвечал, в частности, и за перекрытия галерей. Когда в 1893 году ряды, сейчас нам известные как ГУМ, открыли, люди ходили по ним задрав головы: настолько фантастически прекрасны были ажурные, будто бы сплетенные из воздуха, гигантские стеклянные потолки.

Металло-стеклянные перекрытия ГУМа конструкции Шухова, Москва, 2007

До этого времени Шухов в московской среде считался убежденным холостяком. Хотя романы время от времени крутил. В 1885 году он познакомился с будущей звездой МХАТа и будущей женой Чехова 18-летней Ольгой Леонардовной Книппер, однако знакомство это ни к чему не привело. Из-за чего именно произошел разрыв, нам неизвестно, но сама Книппер-Чехова потом в своих воспоминаниях писала: «Я вступала на сцену с твердой убежденностью, что ничто и никогда меня не оторвет от нее, тем более, что в личной жизни моей прошла трагедия разочарования первого юного чувства. ». При этом она не уточнила, кто был виновником разочарования. А в 1886 году Шухов «закрутил» новый роман, теперь уже с молоденькой провинциальной бесприданницей, дочерью железнодорожного доктора, тоже 18-летней Анной Николаевной Мединцевой. Инженер познакомился с ней во время служебной поездки в Воронеж. И сразу влюбился в эту юную зеленоглазую красавицу. Анна ответила ему взаимностью, ее родители были совсем не против такой удачной партии, однако категорически против была мать Шухова. Владимир послушался строгую родительницу и постарался забыть девушку. Не тут-то было. Промучившись два года он, втайне от матери, привез Анну в Москву и поселил в специально снятой четырехкомнатной квартире на Новой Басманной улице. Больше пяти лет они жили гражданским браком, сначала тайно, а потом все более открыто. Наконец в 1894 году мать Владимира сдалась и дала свое благословение на брак, который состоялся незамедлительно. Шухов ни разу потом не пожалел о сделанном. Анна прожила с ним долгую жизнь, принесла супругу двух дочерей и трех сыновей и помогала ему даже в самые тяжелые времена, которые были уже не за горами.

Строительство овального павильона с сетчатым стальным висячим покрытием для Всероссийской выставки 1896 года в Нижнем Новгороде, фотография А. О. Карелина, 1895

Но пока же у инженера случались одни удачи, причем одна за другой. В 1896 году он разработал и запатентовал новую, принципиально новую схему паровых котлов — водотрубную. Вскоре он получил за них золотую медаль на Всемирной выставке в Париже. В 1895 он получил патент на свои «сетчатые перекрытия в виде оболочек». Для проведения Всероссийской выставки в Нижнем Новгороде в 1896 году компания Бари выстроили восемь больших выставочных павильонов, четыре из которых были покрыты висячими стеклянными потолками, а четыре других — цилиндрическими.

Но настоящим гвоздем выставки стал первый «гиперболоид» Шухова: огромная, 27 метров в высоту (9 этажей) водонапорная башня, в которой тяжеленный бак прочно держался на призрачной легковесной сетчатой изящной конструкции из тонких металлических стропил.

Если взять два кольца, соединить их серией параллельных равновеликих строп, а затем повернуть кольца относительно друг друга, то абсолютно прямые стропы образуют в пространстве кривую фигуру — однополостной гиперболоид. Это волшебное превращение прямых линий в объемные кривые фигуры восхищало Шухова еще в училище, но до поры он не мог себе представить, во что полезное его можно претворить. Система была хоть и красивая, но не прочная. Решение, посетившее Шухова в середине 1890-х было гениально простым. Шухов просчитал, насколько прочной будет конструкция, если в ней стропы, повернутые относительно оснований, скажем, вправо, компенсировать такими же, только повернутыми в противоположную сторону. Результат воистину превзошел все ожидания: получившаяся сетчатая гиперболическая конструкция была не только удивительно изящной, но и столь же удивительно прочной. При этом она обладала еще двумя сказочными особенностями: сказочной простотой и сказочной же дешевизной. Для ее постройки требовались лишь металлические кольца оснований, прямые металлические рейки и крепежные детали.

Построенная для выставки водонапорная башня держала на себе бак, в котором находилось 114 тысяч литров воды. На ее вершине была устроена смотровая площадка, на которую можно было попасть, поднявшись по винтовой лестнице. Башня обеспечивала водой всю выставку, а после закрытия ее выкупил и перевез в свое поместье Полибино под Липецком богатый помещик Нечаев-Мальцев. Там она стоит и по сию пору, охраняемая государством как памятник архитектуры и техники. После выставки компанию Бари завалили десятками заказов на строительство подобных башен во всех концах империи. И каждую башню Шухов, чуть по другому повернув стропила, изменив форму оснований, использовав вместо кругов — овалы, делал непохожей на другие. Самой большой из таких гипербалоидных башен стал 68-метровый (22 этажа) красавец Аджигольский маяк, построенный в 80 километрах от Херсона. И он тоже благополучно дожил до наших дней.

Разработанными Шуховым стеклянными потолками самых различных форм были в начале прошлого века только в Москве покрыты пассаж купчихи Веры Фирсановой («Петровский пассаж»), Музей изящных искусств ((ГМИИ им. Пушкина), гостиница «Метрополь», Московский главный почтамт, Бахметьевский гараж (центр современной культуры «Гараж»), Брянский (Киевский) вокзал и еще множество строений.

Шуховский металло-стеклянный дебаркадер Киевского вокзала в Москве

Во время первой мировой войны фирма Бари переключилась на военные заказы. Шухов в это время проектировал морские мины, батопорты морских доков, платформы для тяжелой артиллерии. Тут инженер опять же проявлял настоящие чудеса изобретательности. Например, он создал поворотную артиллерийскую платформу, которая спокойно вращалась одним солдатом и за полчаса превращалась из стационарной в платформу транспортную.

Революцию Шухов принял относительно спокойно. Бари, конечно, сразу эмигрировал. Он настойчиво звал за собой и главного инженера, однако тот так и не согласился. Так же он отклонил и многочисленные предложения различных западных компаний, мечтавших заполучить себе гениального русского. Шухов твердо знал, что новая власть, какой бы она не была, не сможет обойтись без инженеров, техников, механиков и конструкторов, а значит, без куска хлеба он не останется. «Мы должны работать и работать независимо от политики. Башни, котлы и стропила нужны, и мы будем нужны», — писал он в своем дневнике.

Проект башни на Шаболовке 1919 года

Частично Шухов оказался прав. По крайней мере, большевики отнеслись к нему довольно лояльно. Контора Бари была национализирована и превращена в организацию «Стальмост» (сегодня — «ЦНИИ Проектстальконструкция»).

Рабочие избрали Шухова директором фирмы. Молодое государство сразу завалило компанию заданиями на постройку новых башен, мостов, перекрытий, резервуаров, трубопроводов, буровых, кранов и прочая, прочая, прочая.

Но полностью принимать Советскую власть гордый инженер не спешил. Более того, он не скрывал, что благословил сыновей на участие в Белом движении. Достаточно прохладным отношением отвечала ему и власть. В сентябре 1918 года его выселили из собственного дома на Смоленском бульваре, и он вынужден был с семьей переселиться в контору. Здесь они жили до переезда в квартиру сбежавшего Бари.

Но несмотря на все это инженер продолжал усердно работать. Если почитать его дневники, можно понять, что им двигало в эту сложную эпоху, что держало в стране и зачем он так старался, фактически — на благо большевиков. Шухов твердо верил, что большевизм возник как следствие развала страны. Стало быть, если ликвидировать этот развал, то и большевизм ликвидируется. И он отважно боролся единственным ему известным способом — хорошей и качественной работой. Поэтому, как бы ни пытались его противники во все следующие годы обвинить «буржуазного спеца» в саботаже или промышленной диверсии, им это до конца так ни разу и не удалось: во всех работах Шухова буквально ни к чему просто невозможно было придраться, даже при возникавшем у некоторых очень сильном желании. До конца не удавалось, а вот не до конца — сколько угодно. Ему припоминали и то, что он дружил с Колчаком, и то, что сыновья сражались с большевиками, при этом младший сын погиб, а один раз даже почти расстреляли. Спасла башня.

Молодой Республике Советов срочно требовался рупор, с помощью которого она смогла бы доносить свои идеи дол мирового пролетариата. В самом конце июля 1919 года тезка Шухова Владимир Ленин подписал постановление Совета рабоче-крестьянской обороны, по которому Народному комиссариату почт и телеграфов предписывалось «для обеспечения надежной и постоянной связи центра Республики с западными государствами и окраинами Республики установить в чрезвычайно срочном порядке в г. Москве радиостанцию, оборудованную приборами и машинами наиболее совершенными и обладающими мощностью, достаточной для выполнения указанной задачи». Еще за несколько месяцев до этого постановления Шухов предложил новому правительству проект девятисекционной гиперболоидной башни, высотой 350 метров и весом 2200 тонн. Для сравнения, Эйфелева башня тогда имела высоту 305 метров, а весила в три раза больше. Проект, после постановления был принят, но в усеченном варианте. В стране было тяжело с железом, поэтому решено было ограничиться шестью секциями общей высотой 150 метров. При этом вес всей конструкции сокращался до вообще почти символических 240 тонн. 22 августа Государственное объединение радиотелеграфных заводов подписало с Шуховым договор на постройку башни. По нему работы должны были начаться в районе Шаболовки 29 августа и завершиться ровно через 8 месяцев, 29 марта 1920 года. Одновременно Шухов составил проекты еще 8 башен, высотой от 175 до 350 метров, поскольку предполагалось, что Шаболовская будет в стране первой, но отнюдь не единственной.

Но даже 220 тонн хорошего железа для первой башни достать было в воющей стране крайне сложно. Начало работ постоянно откладывалось. Потребовалось личное указание Ленина для того, чтобы Военный комиссариат начал выделять необходимые материалы. Работы по сооружению башни начались 14 марта 1920 года. Качество железа было далеким от совершенства и Шухову приходилось буквально налету перекраивать проект, приспосабливая его под реальное положение.

Башня на Шаболовке

Секции, каждая — высотой в 25 метров, собирались на земле и потом, с помощью лебедок, поднимались наверх. В своих тетрадях Шухов писал: «Прессов для гнутья колец нет. Полок 4 дюйм х 0,5 дюйм нет. Тросов и блоков нет. Дров для рабочих нет . В конторе холод, писать очень трудно. Чертежных принадлежностей нет . Артель наша распадается. И.П.Трегубов полон негодования на малое вознаграждение. Он не скрывает своего насмешливого презрения ко мне как к лицу, не умеющему наживать и хапать. Неполучение пайка ставит в невозможные условия наши работы. Верхолазы получают один миллион в день. Считая на хлеб — это 7 фунтов (2,8 кг., — В.Ч.), или менее 25 копеек за работу на высоте 150 метров. »

Тем не менее, строительство шло вполне успешно. До тех пор, пока не пришло время подъема 4 секции. «29 июня 1921 года, — записал в дневнике Шухов. — При подъеме четвертой секции третья сломалась. Четвертая упала и повредила вторую и первую в семь часов вечера». По счастливому случаю, никто из рабочих не пострадал. А вот строительство надо было начинать практически заново.

Комиссия, созданная для расследования аварии, в которую входили лучшие инженерные умы, пришла к выводу, что причиной стало плохое качество металла. В акте прямо было записано: «Проект безупречен». Но для новой власти мнение «бывших» значило мало, и Шухова начали вызывать на допросы в ВЧК. Наконец 30 июля 1921 года он записал в дневнике: «Приговор Шухову — условный расстрел». Это значит одно: пока достраиваешь башню, что больше никто другой сделать не может, — живешь, а там — посмотрим. Теперь любая ошибка могла стоить инженеру жизни. Но ошибок не было, и 19 марта 1922 года работа была с успехом сдана государственной комиссии.

В отличие от Эйфелевой башни, которую большинство парижан и практически вся мировая интеллигенция после постройки жутко ругали, называя безвкусной, уродливой, механистичной и даже позорной, шаболовское творение Шухова было принято практически сразу всеми. Москвичи полюбили ее сразу и бесповоротно, газеты рассыпались хвалебными статьями, и только архитекторы многозначительно молчали. Возвышавшуюся над городом башню сразу записали в одну из главных достопримечательностей столицы, наравне с кремлевскими Царь-пушкой и Царь-колоколом. Расстрел инженера пришлось отложить на неопределенное время.

Прочность конструкции, созданной Шуховым, была подтверждена в 1939 году, когда почтовый самолет задел толстый трос, протянутый под углом от вершины башни до земли, и там закреплен на бетонном основании. В результате трос вырвало из основания, самолет упал в соседнем дворе, а башня так и осталась стоять как ни в чем не бывало. Экспертиза показала, что ей даже не нужен ремонт.

После окончания гражданской войны и объявления НЭПа страна начала, наконец, восстанавливаться. И Шухов активно участвовал в этом восстановлении. С его именем связаны все крупнейшие стройки страны: Магнитка, Кузнецкстрой, Челябинский тракторный, завод «Динамо». В 1931 году инженер запустил в Баку первый в СССР нефтеперерабатывающий завод «Советский крекинг». Он восстанавливал разрушенные мосты, нефтепроводы, строил для плана ГОЭЛРО гиперболоидные высотные опоры ЛЭП и даже принимал участие в проектировании Московского метро. В 1928 году его избрали членом-корреспондентом АН СССР, а в 1929-м — ее почетным членом.

Баллотироваться в действительные члены 80-летний уже инженер категорически отказывался по принципиальным соображениям. Несмотря на прохладное отношение к большевизму, все свои патенты и гонорары по ним он передал государству. Между тем, один только патент на крекинг-процесс в США комиссия Синклера, — конкурента Рокфеллера по нефтяному бизнесу, — оценила в несколько десятков тысяч долларов (по сегодняшнему курсу — несколько миллионов), которые Шухов принять категорически отказался, заявив: «Я работаю на государство и ни в чем не нуждаюсь».

Гиперболоидные сетки шуховских башен на Оке, вид снизу, 1989 год

Последним крупным проектом Владимира Шухова было выправление одного из двух минаретов знаменитого медресе Улугбека в Самарканде. Построенный еще в 1417 году он, после довольно сильного землетрясения в начале XX века, стал постепенно отклоняться от вертикальной оси. К началу 1920-х годов отклонение было уже хорошо заметно глазом и составило более полутора метров. Во избежание возможного падения его тогда закрепили тросами. В 1932 году Шухов взялся исправить ситуацию. Под его руководством бригада рабочих с помощью домкратов, лебедок и тросов за три дня вернула минарет в строго вертикальное состояние. В каком он продолжает пребывать и сейчас.

Мама Шухова обладала фантастической интуицией. Незадолго до смерти в 1920 году она увидела ужасный сон: фамильный склеп, а в нем — объятый пламенем сын Володя. Сон оказался вещим, правда, сбылся он спустя без малого 19 лет. 29 января 1939 года Шухов, как обычно, утром побрился и обильно побрызгался одеколоном. После чего неловко повернулся, и опрокинул на себя горящую свечу. Пропитанная одеколоном рубашка немедленно вспыхнула. 85-летний Владимир Шухов был доставлен в больницу с обширнейшими ожогами. Через пять дней, 2 февраля 1939 года он скончался. Похоронили инженера Шухова на кладбище Новодевичьего монастыря.

А еще Владимир Григорьевич Шухов любил спорт, велосипедом владел на уровне профессионального спортсмена и участвовал в соревнованиях. Страстно увлекался фотоделом и оставил после себя великое множество альбомов с фотографиями. Был заядлым театралом и даже построил для нового здания МХАТ в Камергерском переулке уникальную многоуровневую вращающуюся сцену.

Шуховские гиперболоидные башни продолжают строить до сих пор и будут строить еще долго, настолько совершенна их конструкция. Одна из последних значительных, высотой 610 метров, была построена в 2009 году в Гуанчжоу (Китай). На выставке «Инженерное искусство» в центре Помпиду в Париже именно ее изображение использовалось как логотип.

На выставке «Лучшие конструкции и сооружения в архитектуре XX века», прошедшей в 2003 году в Мюнхене, был установлен ее позолоченный шестиметровый макет. А в 2006 году 160 участников Международной конференции «Heritage at Risk. Сохранение архитектуры XX века и Всемирное наследие» из 30 стран мира в своей декларации призвали включить этот «шедевр русского авангарда» в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.

В 1999 году знаменитый архитектор Норман Фостер за сетчатое перекрытие двора Британского музея получил привилегии пожизненного пэра и титул Лорда. И он никогда не скрывал, что вдохновляли его в работе именно шуховские конструкции. В день 150-летия великого русского инженера он прислал в адрес руководства фонда по реставрации Шуховской башни письмо:

«Владимир Григорьевич Шухов был одним из величайших инженеров-строителей начала двадцатого века и, несомненно, ведущим инженером своей эры в России. Он был инициатором применения совершенно новых строительных систем, создав гиперболоидные конструкции двойной кривизны.

Радиобашня на Шаболовке, построенная в 1919 −1922 годах — это его шедевр. Эта конструкция великолепна и имеет величайшее историческое значение. В то время филигранная сетчатая конструкция была самым что ни на есть выражением технического прогресса — символом веры в грядущее.

. Я очень надеюсь, что Москва осознает свою возможность вернуть этому величественному шедевру принадлежащий ему по праву статус»

Строй-справка.ру

Устройство и работа мазутных форсунок
Устройство и работа мазутных форсунок

Как уже указывалось, основными видами жидкого топлива, применяемого в котельных установках, являются топочные мазуты. Значительную часть топочных мазутов составляют крекипг-мазуты повышенной вязкости: малосернистые с содержанием серы до 0,5%, сернистые (серы 0,5—2,5%) и высокосернистые с содержанием серы 2,0-3,5%.

Мазут перед сжиганием в топке котельного агрегата освобождают от влаги и механических примесей и подогревают до температуры, необходимой для его нормального распыливания.

Основные требования, предъявляемые к распылителям жидкого топлива — форсункам: тонкий распыл, надежность в эксплуатации, экономичность, широкий диапазон регулирования, простота конструкции и возможность работы на мазуте различной вязкости.

В зависимости от способа распыливания форсунки для жидкого топлива могут быть разделены на четыре основные группы:
1) паровые; 2) воздушные высоконапорные; 3) воздушные низконапорные и 4) механические.

В котельных установках малой и средней мощности, а также в технологических печных установках нефтеперерабатывающих заводов широко применяют простые по конструкции, но малоэкономичные паровые форсунки. Эти форсунки характеризуются значительной массой расходуемого пара на распыл топлива (0,3—0,6 кг на 1 кг мазута) и сильным шумом, ухудшающим условия труда кочегаров. Пар, расходуемый на распыл мазута, увеличивает количество водяных паров в газообразных продуктах сгорания, и в результате увеличиваются потери тепла с уходящими газами и усиливается коррозия наружных стенок хвостовых поверхностей нагрева — водяного экономайзера п воздухоподогревателя.

Из паровых форсунок пар вытекает с большой скоростью, увлекая за собою мазут и распыляя его на мельчайшие частицы. Хорошо распыленный мазут имеет значительную площадь поверхности соприкосновения с воздухом, благодаря чему происходит полное и быстрое сгорание его в топке. Чем лучше распылено топливо, тем короче пламя и тем совершеннее протекает процесс его сгорания.

Для достижения хорошего распыливания мазута в паровых форсунках необходимо соблюдать правильное соотношение между массами расходуемого пара и топлива.

Если факел чистый и отсутствует сильный отрыв пламени от форсунки, то распыливание считается нормальным. Если процесс распыливания протекает с шипением, значит, распыливание недостаточное или в форсунку поступает очень влажный пар. Если же в топке падают горящие с копотью капли мазута, значит, мало давление распыливающего пара. Удлиненный факел укорачивают повышением давления пара или увеличением его расхода. Значительное повышение давления пара приводит к отрыву пламени и к его погасанию.

Рис. 1. Форсунка Шухова
а — общий вид; б — способ проверки размера паровой щели в форсунке Шухова; А — условная ширина щели

На рис. 1, а изображена паровая круглая форсунка системы Шухова, состоящая из следующих основных деталей: литого корпуса (наружной трубки) центрального шпинделя (внутренней трубки), накидной гайки и крепежных деталей.

Мазут поступает во внутреннюю трубку и движется по ней к устью форсунки, а пар подводится к кольцевому каналу, образуемому внутренней трубкой и наружной трубкой, навинчиваемой на внутреннюю и закрепляемой накидной гайкой. При истечении пара из кольцевого канала в топочное пространство понижается давление пара и увеличивается его скорость. Паровая струя подхватывает вытекающий из внутренней трубки мазут и распыливает его в топке за пределами форсунки.

Отверстие для прохода мазута не регулируется, но сам шпиндель форсунки может перемещаться вдоль ее оси; при этом изменяются размер паровой щели и удельный расход пара на распыливание.

Расход топлива регулируют большим или меньшим открытием вентиля на мазутной линии и этим усиливают или ослабляют процесс горения в топке. Подача пара может быть отрегулирована либо изменением размера паровой щели, либо поворотом вентиля на пароподводящей линии.

Для рационального сжигания мазута в форсунках Шухова необходимо соблюдать следующие условия.
1. Шпиндель форсунки должеп быть установлен в строго центральном положении. При перекосе шпинделя пар бьет вбок, и распыливание мазута получается очень грубым, что ведет к неэкономичному сжиганию топлива.
2. Ширина паровой щели должна быть не более 0,5— 1 мм и в процессе работы форсунки должна оставаться неизменной. Регулировать расход пара следует только паровым вентилем, установленным на пароподводящей линии. Часто в эксплуатации на размер паровой щели не обращают должного внимания. Нередко форсунки Шухова работают с шириной паровой щели 3—5 мм, что приводит к увеличению удельного расхода пара на распыливание (до 0,8—1,0 кг вместо 0,35—0,45 кг на мазут массой 1 кг при правильной сборке форсунки).
3. Избыточное давление распыливающего пара перед форсункой (т. е. давление по манометру) должно составлять 0,2—0,35 МПа (2—3,5 кгс/см2). Более высокое давление вызывает излишний расход пар на распыливание, уменьшение производительности форсунки в результате вабивания паром вытекающей струи мазута и ухудшение горения (вплоть до отрыва пламени и его погасания).
4. Для регулирования подвода воздуха следует на фронтальной плите топки установить воздушные регистры и изменять объем подводимого воздуха клапанами поддувала и заслонками воздушного регистра. При недостатке воздуха будут большие тепловые потери от химического недожога топлива. При значительном избытке воздуха будут большие тепловые потери с уходящими газами, так как излишний воздух, не участвуя в горении, нагревшись, уносит дополнительное количество тепла в дымовую трубу.
5. Работать надо с большими нагрузками включенных форсунок путем уменьшения по возможности их числа (форсунки Шухова работают с меньшим расходом пара при больших нагрузках).
6. Расходный мазутный бак должен быть установлен на высоте 4—5 м над уровнем форсунки для создания необходимого давления мазута при его поступлении в форсунки.

Рис. 2. Воздушный регистр для паровых форсунок

Форсунки Шухова являются вполне падежными приборами, особенно для обслуживания котлоагрегатов малой паропроизводительности.

Недостатки форсунки Шухова — относительно большой расход распыливающего пара и сильный шум, создаваемый ею при работе.

Рис. 3. Паровая форсунка Данилина

На рис. 3 приведена форсунка Данилина, простая по конструкции и работающая со значительно меньшим шумом, чем форсунка Шухова. Удельный расход пара на распыливание мазута массой 1 кг составляет 0,25—0,3 кг. В отличие от форсунки Шухова здесь пар подается по внутренней трубке 2, заканчивающейся соплом 3. При истечении из сопла пар приобретает большую скорость, увлекает протекающий по каналу мазут, смешивается с ним внутри форсунки и распыливает его в виде мельчайших частиц.

Поступающий по трубке атмосферный воздух позволяет форсунке работать с небольшим шумом и без пульсации.

Из выходного сечения паромазутная смесь поступает в топочное пространство, где заканчивается начавшееся еще в форсунке распыливание. Регулируют расход мазута и пара вентилями на паровой и мазутной линиях.

На рис. 4 изображена мазутная форсунка с паровым распыливанием (МФПР), выпускаемая заводом «Ильмарине» с тремя различными диаметрами горловины сопел.

Пар подводится во внутреннюю стальную трубку, на конце которой установлено расширяющееся сопло.

Рис. 4. Мазутпал форсунка с паровым раснылнванпем завода «Ильмарине»

Рис. 5. Мазутная форсунка с механическим распыливанием завода «Ильмарине»: а — распределительный диск; б — завихривающий диск

Сравнительно длинный факел затрудняет применение механических форсунок в топочных устройствах небольших размеров в котлах малой и средней мощности и технологических печах. Механические форсунки требуют внимательной и точной сборки и частой смены распыли-вающих деталей. Затруднено регулирование механических форсунок: снижение нагрузки форсунки, сопровождаемое уменьшением давления мазута, приводит к более грубому его расныливанию.

Рис. 6. Воздушный регистр с улиточным подводом воздуха

Пневматические (воздушные) форсунки высокого давления воздуха для распыливания мазута менее экономичны, чем паровые, вследствие большого удельного расхода воздуха; кроме того, они образуют длинное пламя и создают большой шум при распыливании. В связи с приведенными недостатками эти форсунки получили крайне органиченное применение.

Рис. 7. Форсунка воздушного распыливания ОЭН-1БО-Ш4 с подпорной шайбой

В котельных малой и средней мощности, а также в печных установках широко применяются низконапорные мазутные форсунки воздушного расныливаиия с избыточным давлением воздуха 2—3 кПа (200—300 мм вод. ст.), подаваемого вентиляторами. Эти форсунки более экономичны и работают со значительно меньшим шумом, чем паровые. Они хорошо работают на мазуте различной исходной вязкости и обладают удовлетворительной регулируемостью (в пределах ±30% от номинальной подачи).

На рис. 7 изображена мазутная форсунка воздушного распыливания 09Н-150-Ш4 с подпорной шайбой (система Оргэпергонефти), предназначаемая для подачи 150 кг/ч мазута [тепловая мощность 1,6 МВт (»1,4 Гнал/ 1ч)]: масса форсунки с корпусом составляет 20 кг. Мазут (или другое жидкое топливо) поступает к форсункам самотеком из напорного бака (или под давлением насоса) к регулировочному вентилю и направляется по соединительному каналу в центральную трубку — мазутный ствол.

Из наконечника трубки топливо проходит через распыливающий конус и подпорную шайбу. Здесь топливо подхватывается потоком первичного распыливающего воздуха, смешивается с ним п в виде топливовоз-душной смеси поступает в шамотный конус амбразуры, где и происходят воспламенение и частичное сгорание его. Окончательно топливо догорает в топочной камере, куда вследствие разрежения в топке и эжектирующего действия форсунки поступает через фронтовой регистр вторичный воздух.

Первичный воздух объемом 60—70% от общего его объема под избыточным давлением 1,5—3 кПа (150— 300 мм вод. ст.) подается к форсунке вентилятором по воздуховоду, соединенному с воздушным патрубком, а остальные 40—30% поступают в топку через фронтовой регистр.

Распыливающий конус наконечника способствует растеканию топлива по его стенкам в виде тонкой пленки, которая затем подхватывается распыливающим воздухом в подпорной шайбе. Последняя в свою очередь способствует концентрации потока распыливающего воздуха в месте выхода топливной пленки и лучшему перемешиванию топлива с воздухом.

Рис. 8. Форсунка воздушного распиливании ОЭН-150-МВ6 с завнхрителем
1 — воздушный патрубок; 2 — завихритзль; 3 — регистр; 4 — распиливающий конус; 5 — мазутный пакоисчпик; 6 — паровой ствол; 7 — мазутный ствол: 8 — корпус форсунки; 9 — корпус вентиля

На рис. 8 показана мазутная форсунка воздушного распыливания 09Н-150-МВ6 (системы Оргэнергонефти) с завихрителем, устанавливаемым вместо шайбы в устье форсунки. Форсунка предназначена для подачи мазута массой 150 кг в час; тепловая мощность ее 1,6 МВт («1,4 Гкал/ч); масса форсунки с корпусом около 70 кг.

Мазутные форсунки с завихрителями типа ОЭН выпускаются на подачу мазута 10; 25; 35; 50; 75; 150; 250; 350 и 500 кг/ч.

Завихритель с профилированными лопатками предназначен для завихрения распыливаюгцего воздуха.

В случае выхода из строя вентилятора форсунки могут переключаться на распыливание топлива паром, направляемым по кольцевому пространству между паровой рубашкой и мазутным стволом.

Форсунки с подпорной шайбой более просты в изготовлении и монтаже, но работают с более длинным факелом, чем форсунки с завихрителем. Рекомендуется устанавливать форсунки с подпорной шайбой только на жаро-трубных котлах по оси жаровых труб.

На горизонтально-водотрубных и вертикально-водотрубных котлах рекомендуется устанавливать форсунки с завихрителем, располагая их в один ряд; допускается двухрядное шахматное размещение (треугольником).

При этом следует устанавливать верхние форсунки меньшей подачи, а нижние — большей подачи. Не допускается располагать одни форсунки непосредственно под другими вследствие более слабой работы нижних форсунок.

Применяют три различных способа подвода воздуха к форсункам воздушного распыливания. Рекомендуется верхний подвод воздуха, обеспечивающий равномерное распределение воздуха по форсункам, хотя и загромождающий котельную. При наличии в котельной нижнего магистрального воздуховода, расположенного под уровнем пола и использовавшегося ранее для подачи воздуха под колосники решетки при сжигании твердого топлива, наиболее целесообразным следует считать боковой подвод воздуха. Если невозможно осуществить верхний или боковой подвод воздуха, допускается нижний подвод. В последнем случае необходимо принимать меры, предупреждающие попадание топлива в воздуховод (особенно в случае остановки котла) при неисправной запорной арматуре на топливной линии, а в воздуховоде устанавливать ловушку с устройством, обеспечивающим отвод из нее топлива.

Нефтяные изобретения Владимира Шухова

Владимир Шухов известен у нас в стране в первую очередь как создатель первой российской телерадиобашни, установленной ровно сто лет назад на московской улице Шаболовка. Однако он был не только инженером и архитектором, но и ученым-изобретателем. Шухов оставил миру множество полезных ноу-хау, которые успешно используются в наши дни. Часть из них относится к области нефтедобычи, в которой Владимир Григорьевич работал несколько лет. Недаром компания «Лукойл» воздвигла ему памятник на Сретенском бульваре в Москве, напротив своего главного офиса.

Первое свое изобретение, касающееся нефтепродуктов, Шухов сделал еще во время учебы на четвертом курсе Императорского московского технического училища (сегодня – МГТУ им. Баумана), в возрасте 21 года.

Тогда, в 1874 году, в мире начинался нефтяной бум. Нефть была нужна в основном как источник керосина, а оставшуюся после его добычи массу – мазут – не считали полезным продуктом и просто уничтожали. Дело в том, что мазут тогда не умели использовать в качестве топлива, поскольку он горит лишь на поверхности – медленно и почти не выделяя тепла. Шухов придумал способ использовать его как горючее. Инженер понял, что для хорошего горения мазута нужна большая площадь соприкосновения с воздухом. Для этого нужно было распределить массу по большой плоскости, что нецелесообразно, или же превратить ее в мелкие капли. Так появилась форсунка Шухова, в которой горячий пар смешивается с мазутом, в результате чего получается горючая взвесь.

В 25 лет Шухов поступил на работу в фирму Александра Бари, который занимался строительством механизмов для нефтяной промышленности. Здесь Владимир Григорьевич стал одним из крупнейших в стране специалистов по строительству объектов нефтяной индустрии.

В первую очередь Шухов придумал способ быстро и дешево добывать нефть из скважины: закачать в нее воздух, который выталкивал ее по трубе на большую высоту. Такой способ сегодня называется эрлифт, что в переводе с английского означает «воздушный лифт».

На заре нефтедобычи нефть транспортировали в бочках или бурдюках. Первый нефтепровод появился в Америке, но детали его устройства хранились в тайне, и Шухов создал собственный нефтепровод. Для «Товарищества нефтяного производства братьев Нобель» он создал проект и стал главным инженером строительства первого российского нефтепровода Балаханы — Черный Город (нефтепромыслы в Баку). Затем Шухов сконструировал также большие и экономичные баржи для перевозки нефти по воде. Длина их достигала 170 метров, но благодаря точному расчету вода свободно подходила под их плоским днищем и не производила сзади водоворота, который мешал бы управлять гигантским судном.

Шухов изобрел и новый способ хранения нефти. Раньше ее сливали в огромные ямы, вырытые в земле. Разумеется, большое количество нефти при этом просачивалось в почву, а ценные вещества испарялись. Затем люди стали строить резервуары с толстыми стенками и мощным фундаментом, чтобы емкость выдержала давление десятков тонн нефти. На такие резервуары требовалось много металла, что делало их постройку долгой и дорогой.

Владимир Григорьевич задался целью построить дешевый нефтяной резервуар. Для этого он сделал его днище тонким и установил его не на фундамент, а на слой песка, чтобы оно прогибалось под тяжестью нефти. Поскольку давление на стенки резервуара было разным – внизу больше, а вверху меньше, – Шухов предложил делать стенки более толстыми внизу резервуара и тонкими в верхней его части. Такая конструкция позволяла значительно сэкономить металл на строительстве резервуаров и, соответственно, уменьшить конечную стоимость нефтепродуктов.

Наконец, Шухов изобрел установку термического крекинга (то есть расщепления) нефти: это высокотемпературная переработка нефти и ее фракций с целью получения продуктов меньшей молекулярной массы. Впрочем, крекингом этот способ назвали потом, в США, когда расщепление нефти стали применять в первую очередь для получения бензина для автомобилей.

Шухов выяснил, что, нагревая нефть под высоким давлением, можно получить в два раза больше керосина, чем в ней содержится. Чтобы нагреть нефть до нужной температуры, он предложил использовать не обычные кубы, а трубчатые печи: множество отдельных труб идеально подходят для нагрева жидкостей. Как мы писали чуть выше, при такой дробной перегонке нефти в трубчатой печи получался не только керосин, но и бензин. С началом автомобильной эры это обстоятельство оказалось весьма ценным.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *