ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЁРДЫХ ТОПЛИВ: Расцвет газогенераторной техники в 40-е … 50-е годы прошлого века. ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ "ЛЕСОПРОМЫШЛЕННИК" - БИОЭНЕРГЕТИКА

English version

The Timber Industry Worker

Журнал "Лесопромышленник"

Интернет-журнал "Лесопромышленник"

Интернет-журнал Лесопромышленник Газогенераторный трелёвочный трактор КТ 12 (фото из архива ЦНИИМЭ)
СЕГОДНЯ: БИОЭНЕРГЕТИКА

  

ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЁРДЫХ ТОПЛИВ.

Расцвет газогенераторной техники в 40-е … 50-е годы прошлого века

В.В. Копытов, к.т.н.

Газификация конденсированных топлив

Копытов В.В. Газификация конденсированных топлив: ретроспективный обзор, современное состояние дел и перспективы развития.

В настоящей книге представлен иллюстрированный исторический путь зарождения, становления, расцвета, временного забвения, современного уровня развития и перспектив технологий и оборудования газификации конденсированных топлив. Рассмотрены основные направления их применения.

Приобрести книгу можно в издательствах:

"Инфра-Инженерия" (электронная версия - http://infra-e.ru/)

"Агрорус XXI" (бумажная версия - www.agroxxi-shop.ru).

Заметную роль технологии и оборудование газификации твёрдых топлив сыграли и во время II мировой войны, достигнув к её завершению своего исторического расцвета.

В Германии во время войны все тыловые транспортные средства были переведены на генераторное топливо. Только в период с 1940 по 1945 год в Германии было произведено примерно 500 тысяч транспортных газогенераторных установок.

Во Франции во время гитлеровской оккупации по стране бегали, в частности, газогенераторные фургончики фирмы «Рено» (см. Рис. 1).

Газогенераторный фургон фирмы "Рено"

Рис. 1 Газогенераторный фургон фирмы "Рено", Франция, 1940-е годы

В Дании в 1940 году имелось примерно 100 газогенераторных автомобилей. Но немецкая оккупация Дании в апреле 1940 г. оставила гражданское население без нефтепродуктов. В течение 48 часов были раскуплены продовольственные запасы, соответствующие обычной двухмесячной норме. Тем, кто не успел запастись продовольствием, угрожала голодная смерть, так как из-за отсутствия бензина не было возможности транспортировать продовольствие из пригородных зон.

В течение последующих 6-ти месяцев Дания повысила парк газогенераторных автомобилей до 6 000 штук. В результате удалось избежать голода среди населения - были восстановлены транспортные перевозки между фермами и городами. Интересно, что в Дании были разработаны газогенераторы, работающие на морских водорослях, брикетах из опилок и различных видов торфа. Эти твердые виды топлива обслуживали транспортные средства датского сельского хозяйства и промышленности вплоть до 1945 года.

Швеция к сентябрю 1939 г. имела приблизительно 1 500 газогенераторных грузовых автомобилей и один газогенераторный автобус. Но уже в первый год войны только компания «Volvo» изготовила для нужд национальной обороны 7 000 «газгенов». А к марту 1942 г. автомобильный парк Швеции насчитывал более 67 тысяч газогенераторных транспортных средств (35 тысяч легковых автомобилей, 28 500 грузовиков, 3 400 автобусов и 400 тракторов).

Кроме того, к лету 1942 года были переведены на твердое топливо ещё 15 тысяч тракторов и 800 дрезин разного типа. К 1 му мая 1943 года эта скандинавская страна увеличила свой транспортный парк до 73 650 газогенераторных автомобилей, что составило 91% от всех транспортных средств этого времени и приблизительно 33% от общего довоенного парка автомобилей.

Швейцария, имевшая в 1938 году 500 газогенераторных автомобилей, к 1943 г. довела их количество до 15 тысяч штук. В Италии правительственным декретом все 68 500 автомобилей в 1942 году были переведены на твердое топливо.

В Норвегии и Голландии к 1943 году на газогенераторное топливо были переведены все рыболовецкие и часть буксирных судов. После войны несколько голландско-немецких буксирных газоходов типа «447» были переданы в качестве трофеев Московское речное пароходство и использовались для буксировки и толкания барж в канале им. Москвы (см. Рис. 2). В качестве твёрдого топлива (ТТ) при этом использовался швелькокс (твёрдый продукт коксования бурого угля).

Газогенераторный газоход-буксир

Рис. 2 Газогенераторный газоход-буксир типа "447" 1942 года выпуска, Голландия-Германия

В Австралии к 1942 году около 1 500 автотранспортных средств и 700 тракторов были переведены на твердое топливо. К 1943 году парк газогенераторных автомобилей Австралии вырос уже до 40 тысяч штук.

Новая Зеландия, не имевшая до II мировой войны газогенераторных автомобилей, к 1943 году оснастила ими 1 773 транспортных средства (507 грузовиков, 700 тракторов, 10 автобусов и 556 легковых автомобилей).

В Бразилии к 1942 году было изготовлено 22 тысячи единиц газогенераторной техники, из которых 11 тысяч грузовых, 10 тысяч тракторов и 1 тысяча автобусов.

В начале 1940-х годов появились газогенераторные автомобили в Индии, Китае и других азиатских странах.

В США в 1943 году было только 6 экспериментальных образцов газогенераторных автомобилей, но при этом только для экспорта в Китай в Мичигане было изготовлено тысяча транспортных газогенераторов.

В СССР газогенераторные автомобили и трактора во время войны также не были редкостью. В частности, половина транспортных автомобилей блокадного Ленинграда, Ленинградского фронта и Краснознаменного Балтийского флота была оснащена газогенераторными установками.

Но ещё более газогенераторная техника распространена была в тылу, где они стали основным видом механизированного транспорта, особенно в сельском хозяйстве и на лесозаготовках. В 1941 г. было уже более 100 тысяч отечественных автомобилей, оснащенных транспортными газогенераторами 12-ти различных типов.

Стал активно развиваться и водный газогенераторный транспорт. Так, в 1941 г. на Московской судоверфи был спущен на воду служебно-буксирный газоход типа «МСВ 30» (см. Рис. 3).

Газогенераторный газоход-буксир

Рис. 3 Газогенераторный газоход-буксир "МСВ-30" 1941 года выпуска, СССР

Судно предназначалось для перевозки спецперсонала и выполнения буксировочных операций. В качестве сило-вого агрегата использовался двигатель ЧТЗ С 60, переоборудованный для работы на генераторном газе (ГГ), вырабатываемом газогенератором «МСВ-84» конструкции В.С. Наумова. Исходным топливом служили древесные (сосновые) чурки.

Особую актуальность проблемы искусственных моторных топлив после начала войны может иллюстрировать распоряжение заместителя председателя СНК СССР А.И. Микояна № 8581 от 31 августа 1941 г., обязывавшее все наркоматы, ведомства и совнаркомы союзных республик «… отремонтировать в течение месяца все неисправные газогенераторные автомобили, имеющиеся в их автохозяйствах, и организовать бесперебойную их работу; ... обеспечить газогенераторные автомобили запасными частями и автомобильными шинами в первую очередь …».

В октябре 1942 г. было издано распоряжение за подписью другого заместителя председателя СНК СССР В.М. Молотова, обязывающее провести «… перепись всех заводских стационарных газогенераторов как действующих, так и бездействующих (независимо от состояния и степени годности), находящихся на промышленных предприятиях, стройках, складах и базах снабов и сбытов …».

Через месяц, в ноябре 1942 г. Совнарком выделил технику и запчасти «… для переоборудования автомобилей с жидкого на твердое топливо …». В это время появились газосиловые установки, в которых перерабатывались древесина, уголь и даже солома.

В Москве с 1942 г. (экспериментальные рейсы начались ещё в 1939 г.) по 1945 г. на линии одновременно выходили до 50-ти газогенераторных модификаций автобусов ЗИС 16 (к сожалению, найти фото этого отечественного автобуса не удалось, немецкий аналог показан на Рис. 4).

Газогенераторный немецкий автобус

Рис. 4 Газогенераторный немецкий автобус производства 1940-х годов

На некоторых образцах ЗИС 16 газогенераторная установка размещалась на прицепной тележке, а в некоторых – прямо в пассажирском салоне. Кондуктор таких автобусов по совместительству работал ещё и кочегаром (или по-французски - «шофёром»). Зато зимой пассажирам было не холодно …

К концу войны в СССР эксплуатировалось до 200 тыс. газогенераторных автомобилей, тракторов, передвижных электростанций, катеров, мотовозов и других твёрдотопливных установок.

В мире к осени 1945 г. (по другим данным – к началу 1946 г.) количество автотранспортных средств, оснащенных газогенераторными установками, превысило 1 млн. штук (рекордный максимум за всю историю), что составило почти 75% всего мирового автомобильного парка того времени.

Велик был в то время и удельный вес искусственных топлив, произведённых с использованием технологий газификации.

Начиная ещё с 30-х годов XX века сначала в Германии и США, а затем и в других промышленно развитых странах мира, получили широкое распространение технологии газификации твёрдых топлив с целью последующего синтеза из компонентов генераторного газа (монооксида углерода и водорода) различных химических соединений, в т.ч. искусственных жидких топлив.

Считается, что первым синтетическое жидкое топливо (бензин) из естественного твёрдого топлива (каменного угля) в 1911 г. получил немецкий химик Ф. Бергиус. Но наиболее известен метод, описанный в 1926 г. немецкими же химиками Францем Фишером и Гансом Тропшом в своей работе «О прямом синтезе нефтяных углеводородов при обыкновенном давлении».

Синтез углеводородов в этом случае идёт по реакциям: nCO + 2nH2 = CnH2n + nH2O (в присутствии никелевых и кобальтовых катализаторов) либо 2nCO + nH2 = CnH2n + nCO2 (в присутствии катализаторов на основе железа). При необходимости, осуществляют дальнейшее гидрирование синтезированных углеводородов (CnH2n + H2 = CnH2n+2).

В связи с активным использованием в химической промышленности генераторный газ получил даже новые имена – «синтез-газ» (или «сингаз») и «продукт-газ».

Из 1 т условного ТТ можно получить, например, 0,71 т аммиака или 0,67 т метанола или 1,14 т спиртов и альдегидов или 0,26 т жидких углеводородов.

К 1941 г. только Германия синтезировала до 4-х млн. тонн синтетических моторных топлив, масел и смазок в год. В гитлеровской Германии синтетический авиационный бензин, получаемый из генераторного газа по методу Фишера-Тропша, практически полностью покрывал потребности Luftwaffe в течение всей войны. А начиная с осени 1944 г., когда Красная Армия заняла нефтяные верфи Плоешты (Румыния) – единственного природного источника моторного топлива фашисткой Германии, ещё более полугода функцию моторных топлив в немецкой армии и экономике в целом выполняли генераторный газ и искусственные жидкие топлива, произведённые из этого газа.

К 1945 г. в мире (главным образом, в Германии, США, Китае и Японии) насчитывалось 15 заводов, предназначенных для синтеза жидких углеводородов по методу Фишера-Тропша.

До войны в Москве работал Всесоюзный научно-исследовательский институт газов и искусственного жидкого топлива, где и после эвакуации осенью 1941 г. в г. Кемерово продолжались работы по гидрированию и газификации угля, производству синтетического газа, пиролизу смол и тяжелых нефтепродуктов, синтезу церезина и т.д.

В начале 1942 г. специалисты АН СССР предложили построить ряд довольно крупных заводов по изготовлению искусственного горючего из угля, сланцев, сапропелитов, различных газов. В Госплане подсчитали, что если бы эти предложения были приняты, то затраты составили бы не менее 1,1 млрд. рублей, в то время как на всю нефтяную промышленность в 1942 г. намечалось выделить примерно 1 млрд. рублей.

Тем не менее, в 1942 г. уже работало небольшое предприятие по производству жидкого топлива на базе сланцев из Кашпира (в 12 км от г. Сызрань). В этом же году был возведен также небольшой Усольский завод (Иркутская область), перерабатывавший сапропелиты и дававший 5 т моторного топлива в сутки.

В июле 1943 г. в Госплане СССР был организован сектор искусственного топлива и газа (в составе отдела топливной промышленности). В том же году при Совнаркоме было создано специальное Главное управление - Главгазтоппром, на которое и возлагалась организация проектных и научно-исследовательских работ в области создания синтетических моторных топлив, масел и смазок.

Еще до окончания войны, 9 марта 1945 г., Государственный комитет обороны принял постановление о вывозе оборудования и аппаратуры с немецкого завода гидрирования угля в г. Блехгаммер и с предприятия синтез-бензина в г. Одерталь. Из г. Пелитц также отправлен в СССР завод по выпуску искусственного жидкого топлива, построенный в 1938-1940 гг. Он был рассчитан на производство 350-400 тыс. тонн бензина в год путем гидрирования силезского угля. На основе данного трофейного оборудования в г. Салавате (Башкирия) было создано новое химпредприятие, получившее название Комбинат № 18.

Оборудование еще одного германского завода гидрирования - Магдебургского - было перевезено в г. Щекино Тульской области. Там после войны построили предприятие, которое вырабатывало искусственный газ из местного угля.

На основе оборудования, поступившего из немецкого г. Оверталь, построили завод № 17 в Новочеркасске.

В 1947 г. зампредом Совмина СССР Л.Б. Берией был подписан приказ о создании Комбината № 16 в Иркутской области, который должен быть стать самым крупным отечественным предприятием по выпуску искусственного жидкого топлива. Участок для строительства комбината был выделен между городами Иркутск и Усолье-Сибирское, недалеко от места, где река Китой впадает в Ангару. В последствие там вырос г. Ангарск. Основное оборудование для этого химкомбината поступило также из Германии, из г. Блехгаммер. Ангарский химкомбинат № 16 вступил в строй в 1949 г. Но его вскоре пришлось частично перепрофилировать на переработку нефти, хотя все 1950-е годы он производил горюче-смазочные материалы и из угля. Сегодня ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» - одно из крупнейших предприятий в России.

Ангарская нефтехимическая компания

Рис. 5 Ангарская нефтехимическая компания

После войны велось строительство и других предприятий, продукция которых была призвана заменить привычное жидкое топливо, получаемое из нефти. В их число входили пять сланцеперерабатывающих заводов стоимостью около 1 млрд. рублей, в том числе в городах Кохтла-Ярве и в

Ахтмэ Эстонской ССР, а также в г. Сланцы Ленинградской области.

На Южном Сахалине работали два завода по производству искусственных жидких топлив, построенных японцами в 1935 г. и 1942 г.

В 1947 г. журнал «Плановое хозяйство» призывал: «… Надо максимально форсировать работу по массовому переводу автотракторного парка с бензина, керосина и лигроина на местные виды топлива (на дрова, угли и торф) в первую очередь в районах Урала, Европейского Севера, Сибири и Казахстана …».

27 декабря 1948 г. председатель Госплана СССР академик Н.А. Вознесенский в приказе № 1767 предписывает: «… Обязать Совет технико-экономической экспертизы рассмотреть вопрос о технической возможности перевода дизелей и других стационарных двигателей внутреннего сгорания на газовое топливо и вопросы выбора для этой цели газогенераторов и топливной аппаратуры …».

Для Ленинграда сланцевый газ оставался реальной альтернативой природному вплоть до конца 1950-х годов, когда в Северную столицу по магистральному газопроводу Серпухов – Ленинград стал поступать природный газ Поволжья.

В послевоенное время дальнейшее своё развитие транспортное направление газификации твёрдых топлив получило, прежде всего, во Франции, ФРГ, ГДР (см. Рис. 6 и Рис. 7) и Швеции (см. Рис. 8 и Рис. 9). Эти страны не имели своих запасов нефти и после II мировой войны испытывали острую нехватку жидкого топлива, зато имели многолетний успешный опыт в создании транспортных средств с газогенераторными двигателями в качестве силовых агрегатов.

Газогенераторный трактор производства ГДР     Газогенераторный немецкий мотоцикл

Рис. 6 Газогенераторный трактор производства ГДР (1949 г.) Рис. 7 Газогенераторный немецкий мотоцикл

 

Газогенераторный шведский экскаватор

Газогенераторный карьерный самосвал фирмы «Scania», Швеция

 

Рис. 8 Газогенераторный шведский экскаватор

Рис. 9 Газогенераторный карьерный самосвал фирмы «Scania», Швеция

Но и Советский Союз пока не торопился сворачивать свои программы создания новых образцов автотракторной газогенераторной техники.

Так, на базе автомобиля ЗИС 21 (наиболее удачной среди довоенных отечественных газогенераторных грузовых машин) был создан модернизированный вариант Урал ЗИС 21А (см. Рис. 10), который изготавливался Уральским автомобильным заводом в 1946…1952 годах.

Газогенераторный грузовой автомобиль Урал ЗИС 21А

Рис. 10 Газогенераторный грузовой автомобиль Урал ЗИС 21А

На смену ему пришёл последний серийно выпускаемый газогенераторный грузовик Урал ЗИС 352, выпускаемый до конца 50 годов XX века. Газогенератор этого автомобиля схематично показан на Рис. 11.

Схема газогенератора грузового автомобиля Урал ЗИС 352

Рис. 11 Схема газогенератора грузового автомобиля Урал ЗИС 352

В первой половине 50 х годов были также разработаны, изготовлены и испытаны опытные образцы последних в СССР «газгенов» – Урал ЗИС 354 и Урал ЗИС 356.

Первый в мире трелёвочный трактор-тягач КТ 12, разработанный в 1949 г., тоже работал на генераторном газе (см. Рис. 12).

Газогенераторный трелёвочный трактор КТ 12

Рис. 12 Газогенераторный трелёвочный трактор-тягач КТ 12

В 1956 г. на лесозаготовках в нашей стране работало более 20 тысяч таких тягачей. И когда создавали почётный знак для передовиков лесоповала, то в центре этого знака поместили изображение как раз этого трактора-трелёвочника (см. Рис. 13).

Почётный знак работника леса

Рис. 13 Почётный знак работника леса

В 1953 г. Сталинградский и Минский тракторные заводы приступили к производству последних (на сегодняшний день) отечественных газогенераторных тракторов - ГБ 58 (см. Рис. 14) и трелёвочника КТ 352Т.

В конце 40-х годов появилась газогенераторная модификация мотовоза Муз 4 (см. Рис. 15), серийно выпускаемая Онежским тракторным заводом (с двигателями от газогенераторных грузовиков ЗИС 21 и Урал ЗИС 352).

Газогенераторный трактор ГБ 58

Рис. 14 Газогенераторный трактор ГБ 58

Газогенераторный мотовоз Музг-4

Рис. 15 Газогенераторный мотовоз Музг-4

В начале 1950 х годов по проекту института ВНИИЖТ Улан-Удэнским локомотиворемонтным заводом была изготовлена партия газогенераторных тепловозов марки ТЭ1Г, а на Харьковском заводе транспортного машиностроения был сконструирован, изготовлен и испытан опытный газогенераторный тепловоз ТЭ4 (см. Рис. 16).

Газогенераторный магистральный трёхсекционный тепловоз ТЭ4

Рис. 16 Газогенераторный магистральный трёхсекционный тепловоз ТЭ4

В отличие от своего прототипа - двухсекционного тепловоза ТЭ2 - он был сконструирован трёхсекицонным (в средней секции была размещена газогенераторная установка).

Фотография этого тепловоза была помещена на первой странице в газете «ПРАВДА» за 11 января 1953 г., а в комментарии к ней было написано: «Социалистическая промышленность оснащает наш транспорт первоклассной техникой. В директивах 19 съезда партии по пятому пятилетнему плану намечено "приступить к производству новых мощных паровозов, электровозов и тепловозов, в том числе газогенераторных". На снимке - опытный магистральный газогенераторный тепловоз, выпущенный Харьковским заводом транспортного машиностроения.

Он оборудован газогенераторной установкой и двигателями мощностью в 2000 л.с. Двигатели работают на антраците с добавлением небольшого количества жидкого топлива. На обычных тепловозах применяется только жидкое топливо. Новый локомотив способен покрывать большие расстояния без набора топлива и воды. Газогенераторный тепловоз прошел первые испытания».

В конце 1950-х годов в Советском Союзе работало 350 газогенераторных станций, на которых было установлено около 2500 газогенераторов различных конструкций и производительности. На этих станциях ежегодно вырабатывали до 35 млрд. нм3 генераторного газа, что тогда полностью удовлетворяло потребности отечественной промышленности в газообразном топливе и технологических газах.

Всего в 40-х и 50-х годах прошлого века в СССР одновременно эксплуатировалось более 200 тысяч стационарных и передвижных машин с газогенераторными установками, что позволило стране сэкономить миллионы тонн нефти.

В качестве иллюстрации разнообразности и степени проработки конструкций отечественных стационарных газогенераторов можно привести одну из страниц главы IX 11-го тома энциклопедического справочника «Машиностроение», изданного в Москве в 1948 г., где схематически показаны два типовых решения того времени (см. Рис. 17). Газификаторам в этом справочнике выделено 60 страниц, на которых весьма подробно описано и проиллюстрировано около 80 ти различных конструктивных исполнений данных изделий и их основных составных частей.

Одна из страниц энциклопедического справочника "Машиностроение", 1948 г.

Рис. 17 Одна из страниц энциклопедического справочника "Машиностроение", 1948 г.

К концу 50-х годов прошлого века в мире были созданы разнообразные газогенераторные двигатели мощностью от 1 до 5 400 л.с. Эти двигатели использовались в энергетике, в качестве силовых агрегатов наземных (легковые и грузовые автомобили, трактора, тепловозы, мотовозы, дрезины, мотоциклы и др.) и водных (теплоходы, катера и другие самоходные плавсредства) транспортных средств, для привода сельскохозяйственных орудий и других агрегатов (мельниц, пилорам и т.п.), в коммунальных и в иных целях.

Для полноты картины можно вспомнить о дирижабле с газогенераторным двигателем Ленуара.

Жаль только дальнейшая экспансия оборудования газификации твёрдых топлив в воздушное пространство не развилась и изящный летатель-ный аппарат, показанный на Рис. 18, является лишь экспериментальным самолётом с вертикальным взлётом американской фирмы «Bell», совершившим свой первый полёт в январе 1954 г. (а так посмотришь – ну вылитый «газогенераторный самолёт»!).

Американский самолёт Bell Model 65 ATV

Рис. 18 Американский самолёт Bell Model 65 ATV

Вывезя на своих плечах наше Отечество и многие другие страны мира из периода военных бедствий и послевоенной разрухи, газогенераторная техника тихо и незаметно на время сошла с большой сцены (но не навсегда).

Продолжение - в следующем номере журнала

(Статьи опубликованы в журнале "Лесопромышленник"

и на сайте: "Альтернативная энергетика")

О Интернет-Журнале "Лесопромышленник"      Редакция     Партнеры     Реклама     Архив номеров    Ссылки о ЛПК     Каталог ссылок

 Иконка сайта сделана при помощи favicon.ru

©H&G - Studio 

© Интернет-журнал "Лесопромышленник" («The Internet-magazine «Lesopromyshlennik»)

Свидетельство о регистрации Эл № ФС77-32798  от   11.08.2008 г.

E-mail: priorov@lesopromyshlennik.ru, karpachev@mgul.ac.ru.

При цитировании информации гиперссылка на Интернет-журнал "Лесопромышленник"  обязательна.
Использование материалов журнала в коммерческих целях допускается только с  письменного разрешения редакции.

 

С целью ограничения спам-рассылок в электронных адресах символ "@" замещён на "[at]". Приносим свои извинения за причиненное неудобство.