Техника и человек в 2000 году

В 1911 г. в Германии было потреблено 107 млн т каменного угля, из которых лишь 25 % были крайне несовершенным способом превращены в газ. Остальные 75 % были непосредственно сожжены, причем так нерационально, что свыше 80 % всего количества совершенно не могло быть использовано вследствие несовершенства систем печей. К этой потере нужно присоединить еще убыток от неиспользования побочных продуктов, которые могли бы покрыть всю годовую потребность германской промышленности в серной кислоте и германского сельского хозяйства в азоте. Из всего бесполезно растрачиваемого германского угля до 1914 г. можно было бы ежегодно получать 1 1/2 млн т серы и 2 1/2 млн т азота. Германии же приходилось значительную долю своих искусственных удобрений и до 1/2 Млн т серы ввозить из-за границы.
Необходимо далее отметить, что, в связи с непосредственным сжиганием угля и осаждением его остатков в результате неполного сгорания (дыма), гибли огромные ценности в лесном и сельском хозяйстве. Если мы далее учтем, что стоимость энергии в некоторых отраслях промышленности составляет, примерно, 30–40 % расходов по производству (в цементной промышленности — 20 %, в бумажной — 22 %, в газовой — 25–30 %, а на транспорте — 10 %) и что во многих отраслях промышленности издержки на энергию далеко превышают издержки на заработную плату, то можно себе представить, какое значение имеет бережливость и связанная с ней энергетическая политика для удешевления производства.
Из 1 700 газовых заводов, существовавших в Германии до войны, 80 % составляли мелкие предприятия, которые работали нерационально и принуждены были отпускать газ почти на 25 % дороже крупных предприятий. Из почти 25 млн т угля, которые Германия сжигает за год в домашних печах, действительно рационально сжигается лишь 1 1/2 млн т. Побочное тепло, пропадающее в крупной промышленности, совершенно не поддается учету.
Англия, которая, как известно, обладает самым старым угольным хозяйством и вследствие устарелости и раздробленности ее горной промышленности раньше всех убедилась на собственном опыте, что имеющиеся запасы быстро истощаются, и поэтому необходима бережливость, первая приступила к серьезной рационализации топливного хозяйства путем широкой организации исследовательских институтов и энергичных правительственных мероприятий. Уже с некоторого времени Англия поставила себе задачей рационализировать удовлетворение своей потребности в энергии путем сооружения 16 гигантских, частично уже законченных, междугородных центральных электрических станций. В то время как Германия насчитывает 3100 самостоятельных электрических станций, в Англии их имеется всего 600. Отсюда ясно, что мы в Центральной Европе еще чрезвычайно далеки от рационального использования топлива. Правда, за последние годы сделано чрезвычайно много в целях максимального увеличения эффективности теплового хозяйства. Паровое хозяйство в буроугольной промышленности, теплотехнические измерения, газификация бурого угля, электрические печи, печи, основанные на принципе использования горячей золы, отопление городов, тепловое хозяйство в промышленности, сочетание тепла и энергии, использование в качестве горючего угольной пыли, тепловое хозяйство железоделательной и стекольной промышленности — вот важнейшие пункты, на которые в настоящее время должно направить свое внимание угольное хозяйство.
Еще долго, по выходе из средних веков, человечество располагало, в качестве силовых машин, лишь вододействующими колесами более или менее значительной мощности. 200 лет тому назад кузнец Ньюкомен изобрел первый тепловой двигатель, так называемую атмосферную паровую машину. В ней могла быть использована энергия едва 1 % угля. Лишь через 50 лет паровая машина, изобретенная Джемсом Уаттом, могла использовать 5–6 % заключенной в угле энергии. Вы удивитесь, если услышите, что до сих пор, несмотря на все усовершенствования и усилия техников, за последние 150 лет удалось повысить полезное действие угля при сжигании в паровых машинах максимум до 15 %. Даже паровой турбине не удалось значительно улучшить использование угля. Лучшие результаты были достигнуты введением принципа многократного расширения пара в машине, применением перегретого пара температурой до 350° Ц и применением паров при высоком давлении; все эти меры в настоящее время уже дают на транспорте экономию в 31 %. Еще лучшее использование горючего достигается в крупных газогенераторах, которые дают использование до 28 %, и в дизель-моторах, дающих 33 % полезного действия. Значительные улучшения были достигнуты путем усовершенствования отдельных деталей машин, парораспределения, конденсаторов, шариковых подшипников и т. д.
Какое разнообразие существует в использовании тепла, уясняется из одного сообщения из Америки, приведенного «Электротехнической газетой» (46, 1925 г.). В нем указывается количество единиц тепла (калорий), необходимое для получения одного киловаттчаса электрической энергии. Наиболее благоприятные результаты дала одна новая американская силовая станция с затратою 3 430 тепловых единиц на киловаттчас; за короткое время ее расход тепла даже снизился до 3 000 единиц тепла на клв-ч. Для английских и французских силовых станций лучшие до сих пор результаты дают цифры 5 000 и 5 600 единиц тепла на 1 клв-ч. Так как теплопроизводительность одного килограмма хорошего каменного угля достигает 7 000-8 000 калорий, то упомянутая американская станция получала 1 клв-ч. из менее чем А/, кг угля.
Всего лишь 100 лет тому назад мы еще не знали чертежной доски и конструкционного бюро. 50 лет тему назад не было еще точной бухгалтерии в нынешнем смысле этого слова, в 80-х годах прошлого века еще не было обширных лабораторий, 20 лет тому назад — никаких технико-нормировочных бюро и никаких фабричных школ. Десять лет тому назад и в помине не было теплотехнических институтов. Пройдет еще немного времени — и мы будем иметь ведомства для наблюдения за эффективностью наших установок, за качеством производства, за использованием тепла и энергии и т. д.
Тепловое хозяйство в будущем должно быть не лозунгом, но организационной идеей, воплощенной в действительность. Настанет время, когда знание основ теплотехники проникнет в самые широкие рабочие массы. Многие даже крупные предприятия все еще не вполне сознают значение этой идеи для народного хозяйства, напротив, обеими руками отмахиваются от всякого нововведения в этой области, как от какого-то теоретического умничанья, не имеющего никакого практического значения. Необходимо поэтому внести науку в предприятия и там испытать ее на практике. Наука должна стать близка всякому, интересующемуся вопросами народного хозяйства. Сотрудничество между теорией, наукой и практикой до сих пор давало плоды во всякой отрасли человеческого труда, и организация такого сотрудничества в области теплового хозяйства является задачей, выпадающей на долю будущего теплотехника. Выяснение взаимодействия между энергией и материей в отдельных производственных процессах должно стать важнейшей задачей нашего и грядущего времени.
Рассматривая по группам главных потребителей угля в хозяйственной жизни страны, в частном хозяйстве и промышленности, нам приходится убедиться в том, что именно здесь уголь расходуется наиболее неэкономно. Все данные говорят однако за то, что в будущем в этой области произойдет коренное изменение. Прогрессирующее совершенствование в области химического разложения угля дало уже возможность более четко распределять уголь по сортам и в отношении ценности и использовать его без остатка в хозяйственной жизни страны. Нельзя, например, назвать рациональным положение, при котором до сих пор спрос на хороший уголь неизменно повышался, тогда как малоценный уголь оставался неиспользованным. Обычные методы торговли не помогли бы в данном случае, так как ясно, что потребитель угля главным образом заботится о том, чтобы получить возможно лучший уголь. Чтобы устранить это неблагоприятное положение вещей, оставалось лишь прибегнуть к устройству центрального отопления городов и проведению тепла на далекие расстояния с помощью крупных установок, в которых возможно превращать в энергию любое топливо. Все данные говорят также за то, что мы в средней Европе последуем примеру Америки и будем отоплять наши дома из центральных станций. [2] Америка выступила пионером в устройстве отопления на расстоянии. Хотя эту страну толкнула к этому не нужда, а скорее интересы комфорта, она вступила на путь, являющийся одним из тех, которые ведут к широкой экономии топлива.