Сейчас:
БИОЭНЕРГЕТИКА

ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЁРДЫХ ТОПЛИВ
Развитие газогенераторной техники в 20-е … 30-е годы прошедшего века
В.В. Копытов, к.т.н.

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

В истинной книжке представлен иллюстрированный исторический путь зарождения, становления, расцвета, временного забвения, современного уровня развития и перспектив технологий и оборудования газификации конденсированных топлив. Рассмотрены главные направления их внедрения.

Приобрести книжку можно в издательствах:

«Инфра-Инженерия» (электрическая версия — http://infra-e.ru/)

«Агрорус XXI» (картонная версия — www.agroxxi-shop.ru).

В 1919 г. французский инженер Георг Имберт сделал газогенератор прямоточного (обращённого) типа, в каком горючее и газифицирующий агент при газификации движутся в одном направлении. Это позволило так сделать лучше качество генераторного газа (ГГ), что газогенераторные движки опять стали реальными соперниками бензиновых и дизельных движков.

С 1922 года в Европе часто проводились конкурсные тесты и автопробеги газогенераторных автомобилей, целью которых было, во-1-х, проверка новых технических решений в этой области, а во-2-х, популяризация данного вида транспорта.

В 1924 г. оборонное министерство Франции удачно испытало газогенераторные авто на военных манёврах и через 5 лет две третьих из практически 2 х тыщ газогенераторных тс, колесящих по местным дорогам, принадлежали французской армии.

В 20-30 годы прошедшего века власти многих государств на законодательном и правительственном уровнях содействовали развитию автотранспорта на генераторном газе.

Так, правительство Стране восходящего солнца для поощрения внедрения газогенераторных автомобилей выдавало по 300 иен их покупателям, а в 1939 году издало декрет, запрещающий регистрацию новых автомобилей, неприспособленных к работе на древесных чурках либо древесном угле.

В Италии был издан закон о переводе всего автотранспорта на «национальное горючее» – генераторный газ. Этот закон, а именно, предугадывал освобождение хозяев таких автомобилей от соответственного муниципального налога сроком на 5 лет.

В Германии были назначены муниципальные субсидии в размере 1 000 марок (при покупке нового газогенераторного автомобиля) и 300 марок (при переоборудовании бензиновых автомобилей в газогенераторные). Не считая того, счастливым обладателям таких машин выдавалась целая тонна сухого твёрдого горючего (ТТ) и предоставлялись льготы по уплате налогов.

Скоро перевод тс на газогенераторное горючее стал составной частью германской государственной политики. Уже к 1935 году на генераторное горючее было переведено более 10 тыс. автомобилей и несколько сотен барж и дрезин.

В Германии, как и в неких других странах, увлечение газогенераторными решениями распространялось и на легковые авто. В качестве примеров можно привести «Mercedes-Benz 170 VG» 1935 г., детище Фердинанда Порше «Кюбельваген» (см. Рис. 1), также газогенераторную модификацию всем известного «Жука» (см. Рис. 2).

Схема установки газогенератора в носовой части автомобиля показана на Рис. 3.

Для обслуживания газогенераторных автомобилей во Франции и Германии были построены уникальные автозаправочные станции, продававшие заместо бензина дрова и угольные брикеты.

В согласовании с духом времени германцами были сделаны газо-генераторные эталоны и военной техники: гусеничное шасси Pz 1 (см. Рис. 4) и танк (см. Рис. 5). К огорчению (а, может, и к счастью!), отсутствуют сведения об их боевых качествах и ратных успехах.

К 1938 году Франция имела 7 800 газогенераторных грузовиков, что составляло 2 % её авто парка. Но уже через два года Франция предприняла массовый перевод коммерческих и военных тс на твердотопливную биомассу (древесное горючее). К концу 40-го года во Франции были введены в эксплуатацию 50 тыщ газогенераторных автомобилей. Не считая того, на твёрдое горючее во Франции были переведены 30 тыщ тракторов, 150 речных барж и 50 жд дрезин.

В 1939 г. в Австралии было коммерчески доступно 34 типа газогенераторов, а в Англии по дорогам сразу бегали более 1 500 автомобилей, оснащённых газогенераторными установками.

В СССР сначала 20 х годов продолжились работы по газификации горючих сланцев.

После получения Эстонией независимости кукерские сланцы, добываемые с 1916 г., оказались труднодоступными, но под ст. Веймарн Ямбургского уезда Петроградской губернии (в текущее время – Кингисеппский район Ленинградской области) были обнаружены и введены в разработку новые сланцевые залежи, которые оказались подобными кукерситу.

Не считая того, горючие сланцы были найдены в Тверской, Казанской и Самарской губерниях. Для организации их добычи и переработки при Главном топливном управлении ВСНХ был сотворен Главный сланцевый комитет (Главсланец), который возглавил И.М. Губкин.

Будущий главный «нефтяной академик» был тогда очень увлечён сланцами и технологиями их газификации.

За развитием этой отрасли внимательно смотрел и «вождь мирового пролетариата» В.И. Ленин. Конкретно он поручил сделать особый технический журнальчик, посвященный нефтяному и сланцевому хозяйству (см. Рис. 6).

Фуррор сланцевого дела почти во всем был связан с тем, что вокруг него слились тогда многие из ведущих русских ученых и инженеров – П.А. Пальчинский, Н.Д. Зелинский, М.М. Тихвинский и др. Оборудованием и технологиями переработки сланцев занимался и величавый российский инженер В.Г. Шухов.

Всего в 1918 … 1925 гг. в РСФСР / СССР было добыто и потом газифицировано / переработано более 73 тыс. тонн горючих сланцев.

Пионером русских транспортных газогенераторов был ленинградский доктор В.С. Наумов, создавший и запатентовавший в 1923 г. газогенераторную установку «У 1».

В 1928 г. улучшенная установка «У 2» прошла испытание в составе автомобиля «ФИАТ 15 Тер», который сделал пробег из Ленинграда в Москву и назад. В предстоящем она была предана ещё нескольким улучшениям и получила, в конце концов, обозначение «У 5» (см. Рис. 7).

В 1926 г. под управлением П.В. Якобсона, головного инженера Люблинской тепловозной базы НКПС, был разработан проект перевода тепловоза «Ээл 2» на генераторный газ.

Начиная с конца 20-х годов, газогенераторной техникой в нашей стране стало заниматься сходу несколько научно-исследовательских и проектно-конструкторских учреждений.

Рис. 7 Схема газогенераторной установки «У 5» доктора В.С. Наумова

Появилось особое КБ «Газогенераторстрой», работали над этой темой в Научно-исследовательском автотракторном институте (НАТИ), Научно-исследовательском авто и автомоторном институте (НАМИ), Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственного машиностроения (ВИСХОМ), Военной академии моторизации и механизации (ВАММ) Красноватой Армии, Центральном научно-исследовательском институте механизации и энергетики лесной индустрии (ЦНИИМЭ), Ленинградском промышленном институте (ЛИИ), «Лесотехнической академии (ЛТА), тресте «Лесосудомашстрой», Центральном научно-исследовательском институте аква транспорта (ЦНИИВТ), Всесоюзном научно-техническом обществе энергетиков (ВНИТОЭ), Ленинградском институте инженеров жд транспорта (ЛИИЖТ), Всесоюзном научно-исследовательском институте жд транспорта (ВНИИЖТ), КБ многих авто и тракторных заводов, также в разных ОКБ ГУЛАГ ОГПУ / НКВД (а куда же в серьёзном деле и без «государствообразующей» организации!).

Русскими спецами в области газификации и сотворения газогенераторной техники тех пор (20 х … 50 х годов прошедшего века) являлись В.С. Наумов, Семёнов Жуков, В.П. Карпов, Н.А. Михайловский, В.М Володин, С.И. Декалёнков, А.А. Введенский, Е.В. Фролов, И.С. Мезин, С.Л. Седов, Б.М. Черномордик, Н.Т. Юдушкин, С.Г. Коссов, А.И. Пельтцер, А.Н. Понизовкин, Н.Д. Титов, А.И. Скерджиев, М.Д. Артамонов, В.С. Альтшуллер, Ю.А. Клейнерман, А.П. Караган, Д.Б. Гинсбург, А.Б. Генин, Д.А. Биберган, М.Д. Попов, Н.П. Вознесенский, В.Ф. Копытов, А.Б. Чернышев, Н.В. Шишаков, Г.Г. Токарев, А.В. Кавалеров, М.В. Канторов и многие другие учёные-теоретики и инженеры-практики.

Первым из российских промышленных компаний серийный выпуск транспортных газогенераторов посреди 30 х годов освоил харьковский завод «Свет шахтёра», специализирующийся ранее на изготовлении шахтёрских ламп. Серийное создание стационарных газогенераторов поперечником 3 м и высотой до 11,1 м было скооперировано на Одесском заводе «Красная гвардия», специально для этого сделанном на базе местной кроватной фабрики.

1-го мая 1931 г. в торжественной колонне демонстрантов по Красноватой площади столицы прошёл 1-ый опытнейший эталон колёсного трактора СТЗ 15 / 30, газогенераторный движок которого разработал инженер ВИСХОМа Семёнов Жуков.

В этом же году энтузиасты-автомобилисты на «газгене», работающем на дровах, «ударили автопробегом по бездорожью и разгильдяйству» на маршруте Ленинград – Череповец (см. Рис. 8) и был объявлен 1-ый всесоюзный конкурс на тракторную газогенераторную установку.

Победителем стал дровяной газогенератор «Пионер» конструкции инженера С.И. Декалёнкова, потом серийно устанавливаемый на гусеничных тракторах «Коммунар 50» и ЧТЗ 60 «Сталинец».

Заместитель председателя ОГПУ тов. Акулов в собственной справке о работе ОКБ при всем этом ведомстве, адресованной секретарю ЦК ВКП(б) тов. Кагановичу (справка от 07.09.31 г. № 40689), отмечал, что заключёнными спецами (по совместительству, очевидно, — «шпионами», «диверсантами» и «активными членами контрреволюционных организаций») проделаны последующие работы:

«… — Разработан новый химико-энергетический способ получения из низкосортного горючего торф, бурые угли и т.д., синтетический аммиак, для промышленных и азотистых соединений и высококалорийный газ, обеспечивающий снабжение силовых установок. В воплощение данного способа строится газогенератор.

— Разработан метод фракционировки коксового газа. Технические характеристики метода: портативность установки, наибольшая экономия в металле, повышение ассортимента нужных товаров и выхода их, полное внедрение коксика, сжиганием в генераторах и получение, таким макаром, водорода, для синтеза аммиака …

— Спроектирован и находится в изготовлении газогенератор непрерывного деяния для газификации торфа и низкосортных углей. Детали генератора сделаны на 70%, окончание работ к 1-му ноября 1931 г.

— Спроектировал газогенератор легкого типа для томного автотранспорта и тракторов в целях перевода их на твёрдое горючее. Проект сдан в завод на изготовка. Окончание 1 е декабря 1931 г. …».

Научно-исследовательский сектор ЛИИЖТ при участии «Газогенераторстроя» и конструкторов ленинградских заводов разработал, начиная с 1932 г., несколько проектов газогенераторных тепловозов. Один из проектов проект, законченный в 1936 г., предугадывал создание тепловоза типа 2-6-1 с гидромеханической передачей и горизонтальным 4-х цилиндровым четырехтактным движком двойного деяния типа «тандем» мощностью 1 860 л.с. 5 антрацитовых газогенераторов намечено было поместить на шестиосном тендере, прицепляемом к тепловозу.

В 1935 г. партийно-политическим управлением русского страны было принято два принципиальных решения.

19 января вышло постановление Совнаркома СССР № 1674 «О переводе занятого на лесовывозке автомобильно-тракторного парка на древесное топливо», предусматривающее, а именно проведение работ по созданию газогенераторного мотора, работа-ющего на траве, для привода сельскохозяйственной техники (см. Рис. 9), а 27 июня вышло постановление Совета Труда и Обороны «О внедрении газогенераторных установок».

Одним из ведущих российских профессионалов, имеющим ряд научных трудов в области транспортных газогенераторов, являлся доцент НАТИ Сергей Седов, отпрыск 1-го из вождей революции 1917 г., создателя Красноватой Армии Л.Б. Троцкого. В период с 1935 г., когда он был арестован и отправлен в г. Красноярск, и до 1937 г., когда он был как «враг народа» расстрелян, ему удалось около 9-ти месяцев очень плодотворно поработать на местном машиностроительном заводе. Под его управлением были сделаны и установлены на речные суда, ходившие по Енисею, несколько газогенераторных силовых установок.

В 1935-1936 гг. по заказу автобронетанкового управления (АБТУ) Красноватой Армии в рамках программки освоения Сибири изобретатель Беглецов сделал газогенераторный байк (см. Рис. 10).

Ввиду огромного значения газификации для социалистического хозяйства, посреди 30-х годов в составе Отделения технических наук АН СССР была организована особая Комиссия по дилемме газа под председательством академика Г.М. Кржижановского.

В 1939 г. в г. Харькове, в лаборатории, руководимой В.М. Маковским, был сотворен газотурбинный движок мощностью 736 кВт (1 000 л.с.), который в качестве горючего использовал газ, получаемый при подземной газификации угля.

Но более обширное применение в СССР, как и в других странах мира, газогенераторная техника во 2-ой четверти XX го века получила в автомобилестроении. Начиная с 1935 г. работы по установке газогенераторов на авто в особенности активировались.

Газогенераторными модификациями обзавелись легковые авто ГАЗ А (1935 г.) и ГАЗ М1 (1938 г.), также грузовые авто ГАЗ АА, ГАЗ 42, ЗИС 5, ЗИС 8, ЗИС 13 и ЯГ 4 (все в 1936 г).

В сентябре-октябре 1935 г. на автомобилях ГАЗ М1 Г (см. Рис. 11) был совершён безостановочный пробег по маршруту Москва-Киев-Москва общей протяжённостью 5 000 км.

При всем этом была достигнута средняя скорость (61 км / час), существенно превосходящая мировой рекорд тех пор для газо-генераторных автомобилей. Наибольшая скорость ГАЗ М1 Г, зафиксированная во время данного автопробега, составила 87 км / час.

Из ворот Столичного завода им. Сталина в период с 1936 г. по 1938 г. в общей трудности вышло около 900 газогенераторных грузовиков ЗИС 13.

По неким данным один из таких ЗИС 13 до сего времени сохранился на «Мосфильме».

На замену им в конце 1938 г. пришли газогенераторные грузовые машины ЗИС 21, послужившие в последствие базисной моделью для послевоенных «газгенов», выпускаемых Уральским авто заводом.

В июле-августе 1938 г. был проведён ещё более презентабельный автопробег по очень сложному маршруту Москва — Пенза — Куйбышев — Казань — Уфа — Магнитогорск — Челябинск – Омск — Петропавловск — Свердловск — Пермь — Киров — Горьковатый — Ярославль — Вологда – Ленинград — Псков — Витебск — Минск — Гомель — Чернигов — Киев — Курск — Орёл — Тула — Москва. В пробеге участвовало 17 автомобилей российского производства, из их 12 газогенераторных, в т.ч. 6 ЗИС 5, 5 ГАЗ АА и один ЗИС 8, а другие 5 (для сопоставления) были с бензиновыми моторами. «Газгены» в качестве горючего потребляли дрова и древесный уголь (при всем этом в степных районах в качестве горючего использовались даже соломенные брикеты). Проведение этого автопробега было доверено коллективу из 57 профессионалов, работников заводов ЗИС и ГАЗ, также института НАТИ.

За 53 ходовых денька автоколонна, пройдя 10 897 км, два раза пересекла Уральские горы, на её пути встречались различные дорожные и климатические условия. Среднесуточный пробег составил 205 км, техно скорость на грунтовых дорогах достигала 20…30 км/ч, на усовершенствованных гравийных — до 40 км/ч, а на отдельных участках шоссе — до 60 км/ч. Все авто, в том числе 12 газогенераторных, дошли до финиша без аварий и серьёзных поломок. В отчёте управляющих автопробега было отмечено, что цель пробега состоявшая в том, чтоб обосновать, что газ, получаемый из древесного горючего, полностью может соперничать с бензином, была достигнута. За удачные тесты все участники пробега получили правительственные заслуги из рук «всесоюзного старосты» М.И. Калинина.

В марте 1939 г. XVII й съезд ВКП(б) поставил перед машиностроителями задачку «… перевести на газогенератор все машины на лесозаготовках, также значительную часть тракторного парка сельского хозяйства и авто парка …».

Выполняя эту задачку Горьковский авто завод, а именно, с 1939 г. по 1946 г. выпустил 33 840 серийных грузовиков ГАЗ 42 – газогенераторных модификаций известной «полуторки» (см. Рис. 12).

Посреди опытнейших разработок предвоенного периода можно отметить газогенераторные модификации грузовиков ГАЗ 43 и ЗИС 31 (номинальным топливом для которых служил каменный уголь), городских автобусов НИИГТ П и ЗИС 16, армейского полугусеничного вездехода ГАЗ 60 (см. Рис. 13).

Газогенераторные трактора с конца 30-х годов серийно выпускались на Челябинском и Харьковском тракторных заводах.

Более успешными числились трактора С 65 (на ЧТЗ их было выпущено 7 365 шт.) и ХТЗ Т2Г (общий выпуск составил около 16 000 шт., см. Рис. 14).

Рис. 14 Газогенераторный трактор ХТЗ Т2Г (годы выпуска – с 1938 г. по 1941 г.)

Всего в СССР численность парка газогенераторных автомобилей к 1940 году составляла 5 тыс. штук, что соответствовало приблизительно 5% всего парка грузовых автомобилей страны, не считая того имелось 16 тыщ газогенераторных тракторов. Исключительно в леспромхозах по состоянию на 1940 г. работало более 4 000 единиц газогенераторной техники, в предстоящем прямо до 1956 г. её количество только росло.

Но реальный расцвет технологий ГТТ и газогенераторной техники произошёл в 40-е … 50-е годы прошедшего века.

Продолжение —
в последующем номере журнальчика

(Статьи размещены в журнальчике «Лесопромышленник»

и на веб-сайте: «Другая энергетика»)