CC BY
1СЕКЦИЯ 2. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ
УДК [908:629.5.062](571.66)
С.В. Гаврилов
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: kletn@yandex.ru
НЕКОТОРЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК МОРСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СУДОВ КАМЧАТСКОГО РЕГИОНА В СЕРЕДИНЕ ХХ В.
В статье на примере Камчатско-Чукотского государственного морского пароходства (КЧГМП) показаны основные направления совершенствования главных энергетических установок (ЭУ) морских судов в середине ХХ в.
Ключевые слова: судовая энергетическая установка, техническая эксплуатация, судоремонт, модернизация, эффективность, надежность.
S.V. Gavrilov
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: kletn@yandex.ru
SOME DIRECTIONS OF MARINE TRANSPORT VESSELS POWER INSTALLATIONS DEVELOPMENT IN KAMCHATKA REGION IN THE MIDDLE OF THE TWENTIETH CENTURY
Using the example of the Kamchatka-Chukotka State Shipping Company (KCHGMP), the main directions for improving the main power plants (PP) of sea vessels in the mid-twentieth century are shown.
Key words: ship power plant, technical operation, ship repair, modernization, efficiency, reliability.
В мае 1949 г. с базой в порту Петропавловск-Камчатский было организовано пароходство, тогда же началось формирование судового состава. Первыми в 1949 г. КЧГМП приняло во Владивостоке от Дальневосточного и Сахалинского морских пароходств суда с паровыми поршневыми ЭУ. В их число вошли пароходы «Якутск» и «Комсомолец» (10 мая), «Красное Знамя» (18 мая), «Александр Пушкин» (19 мая), «Хабаровск» (27 мая), «Шексна» (22 июня) и «Бухара» (11 октября). 8 февраля 1950 г. также во Владивостоке КЧГМП получило еще один пароход - «Лиза Чайкина».
Самым старым из полученных судов являлось «Красное Знамя», построенное в 1901 г. «Шексну» построили в 1918 г., «Александра Пушкина» - в 1933 г., «Бухару» - в 1935 г., «Лизу Чайкину» - в 1923 г. Относительно новым судном являлся «Якутск», спущенный на воду в 1944 г.
Значительную часть пополнения представляли пароходы, полученные СССР после победы во Второй мировой войне и последующего раздела трофейного немецкого флота между странами-победителями.
Некоторые характеристики названных пароходов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Судно Длина, м, Дедвейт, т Грузоподъемность, т Бункер, т
«Шексна» 79,6 3 530 2 840 487
«Якутск» 96,3 3 880 3 030 444
«Бухара» 100,5 3 200 2 590 353
«Красное Знамя» 98,1 3 900 3 400 567
«Александр Пушкин» 94,0 3 770 3 240 555
«Лиза Чайкина» 92,3 2 430 1 940 398
«Хабаровск» 78,7 3 477 2 630 626
В качестве топлива для их паровых котлов применялся уголь, сжигавшийся в слое с ручным обслуживанием.
Грузовой пароход «Шексна» был снабжен классической машиной с номинальной мощностью 1 000 л. с., работавшей на насыщенном паре с частотой вращения 70-77 мин-1. Машина обслуживалась центральной, лубрикаторной и фитильной системами смазки. Сепаратор и система регенерации масла отсутствовали. Пар для машины вырабатывали два огнетрубных оборотных двухто-почных котла с поверхностью нагрева 196 м2 и рабочим давлением пара 13,3 бар. Котлы работали на искусственной тяге с подогревом воздуха и с одноступенчатым подогревом воды до 90°С.
Грузовой пароход «Бухара» также имел машину тройного расширения, но уже работавшую на перегретом паре с давлением 14,5 бар и температурой 320°С. Построечная мощность машины составляла 1 160, эксплуатационная - 960 л. с. при частоте вращения 75-80 мин-1. Пар вырабатывали два огнетрубных оборотных двухтопочных котла с площадью поверхности нагрева 291,2 м2. Они были снабжены двухступенчатым подогревом питательной воды до 120°С, искусственным дутьем с повышением температуры воздушной смеси до 220°С.
Самый современный грузовой пароход «Якутск» имел комбинированную ЭУ системы Бау-эр-Ваха с клапанной машиной с построечной 1 535 и эксплуатационной мощностью 1 360 л. с. при 90 мин-1, использовавшую перегретый до 350°С пар с давлением 16 бар. Отработавший в машине пар дополнительно расширялся в турбине. Машина обслуживалась центральной, луб-рикаторной и фитильной системами смазки. Сепаратора масла не предусматривалось, но имелась система регенерации масла в виде отстойников с подогревом. Пар вырабатывали два огне-трубных оборотных трехтопочных котла с площадью поверхности нагрева 381,8 м2. Котлы имели искусственную тягу с подогревом воздуха и двухступенчатый подогреватель питательной воды [2, л. 100].
Нормы расхода условного топлива для ЭУ перечисленных судов (с низшей рабочей теплотой сгорания Он = 7 000 ккал/кг, то есть 29 330 кДж/кг) показаны в табл. 2.
Таблица 2
Судно Расход условного топлива, кг Скорость, узлы
на час хода на час стоянки на 1 000 тонно-миль на 1 000 ч стоянки
«Красное Знамя» 968 234 54,37 77,17 7,00
«Александр Пушкин» 961 224 46,35 78,57 7,37
«Лиза Чайкина» 1 118 312 48,64 98,84 8,08
Оценим эффективный КПД паровых ЭУ. По данным табл. 2, часовой расход условного топлива ходу на единицу эксплуатационной мощности главной машины gу, кг у. т./кВт-ч, составляет:
= 1,36Сч / Ме, (1)
где - часовой расход топлива на ходу, кг/ч.
Для «Шексны» gу = 1,646, для «Бухары» - 1,361, для «Якутска» - 1,118 кг у. т./кВт-ч.
Эффективный КПД ЭУ "Ле, %, подсчитанный по формуле
= 100-3600 / ^уОн), (2)
составит, соответственно, для «Шексны» "Ле = 7,46, для «Бухары» - 9,02, для «Якутска» - 10,97 %.
Как видно, повышение параметров пара на «Якутске» привело к увеличению эффективного КПД его ЭУ на 3,51% по сравнению с «Шексной», или на 32,5% в относительном исчислении.
Низкая экономичность паровых ЭУ усугублялась плохим качеством поставляемого на Камчатку угля и недостаточной квалификацией обслуживающего персонала. Назовем некоторые организационные меры, которыми пароходство пыталось уменьшить расход дефицитного топлива.
22 октября 1949 г. объявлены «Условия социалистического соревнования по профессиям плавсостава Морского флота». Претендовать на звание «лучшего кочегара» мог таковой, поддерживающий пар «на марке», независимо от сорта угля, экономящий топливо, содержавший в чистоте поверхности котлов.
Итоги соревнования подводились ежемесячно. Фамилии победителей публиковались в газетах. Кочегары, являющиеся образцом подряд три месяца, помещались на судовые доски почета.
6 декабря 1950 г. в пароходстве объявлен приказ ММФ СССР «О внедрении метода инженера Ковалева на предприятиях и в организациях ММФ». Инженер Л.Ф. Ковалев, представитель Мы-тищенской фабрики, внедрил в производство рациональные приемы работы на основе изучения опыта работы передовых стахановцев. «Правильно выработанный прием облегчает труд, - говорил инженер. - Наш великий вождь т. Сталин учит, что только на основе высокой производительности труда можно обеспечить успешный переход от социализма к коммунизму» [4].
Почину инженера было придано «исключительно важное политическое значение». Руководство пароходства распорядилось командованию судов до 20 декабря 1950 г. представить в механико-судовую службу материалы технологического обеспечения повышения эффективности работы судового персонала, а также передовиков производства, работающих в судоремонте. Руководство работой по изучению, обобщению и внедрению передовых стахановских методов труда возлагалось на главного инженера пароходства С. А. Козловского [5, л. 42-43].
В 1956 г. в КЧГМП активно обсуждался способ зонального сжигания угля, предложенный машинной командой парохода «Красноярск». Его даже обобщили выпуском специального плаката, «иллюстрирующим передовые методы труда новаторов». Здесь же рассказывалось о достигнутом экономическом эффекте [6].
А 11 февраля 1959 г. для изучения зонального метода сжигания угля и последующего его внедрения на судах пароходства на сахалинский пароход «Сталино» командированы кочегары 1-го класса В. А. Николаенко и А.П. Злобин [7, л. 62].
Флот КЧГМП работал в тяжелых навигационных условиях плохо оборудованного побережья Камчатки и Чукотки. Из-за слабой организации грузовых работ в рейдовых пунктах и частых штормов рейсы затягивались, на пароходах заканчивалась пресная вода, они «обезугливались» и были вынуждены возвращаться в базу.
Расследование показало, что «причиной настоящей аварии явилось низкое качество угля, полученного в Петропавловске, в связи с чем были большой расход угля и невозможность держать пар на марке. Вины судового экипажа в аварии нет» [9, л. 135].
Повреждения главных котлов становились причиной невозможности выполнения пароходами производственных заданий, могли лишить их хода и угрожать гибелью. Героическим трудом, иначе и не скажешь, кочегаров, машинистов и механиков поврежденные агрегаты удавалось ввести в действие, не прибегая к выводу судов из эксплуатации. Вот лишь один подобный эпизод, относящийся к 1951 г.
«Пароход подходил к комбинату им. Кирова. Неожиданно случилась беда. В котле лопнула дымогарная трубка. Вода пошла в кочегарку. Котел немедленно вывели из эксплуатации, снизив до минимума давление. Старший механик вызвал машинистов первого класса Панькова и Барабаш, объяснил им положение - судно должно простоять 12-14 часов. Этого нельзя было допустить, так как кончилась пресная вода. Машинисты надели ватные тужурки, брюки, валенки, шапки и пробрались через топку в огневой ящик. Они работали при температуре 80-90 градусов, чередуясь каждые две-три минуты. Через пять часов машинисты Паньков и Барабаш ввели котел в строй» [7].
Тяжелые последствия могли иметь разрывы жаровых труб крупногабаритных огнетрубных оборотных котлов из-за перегрева, вызванного упуском воды, или чрезмерных эксплуатационных отложений со стороны воды.
Загрязнение питательной воды котлов маслом, уносимым их главных машин, особенно работавших на перегретом паре, и вспомогательных механизмов также нередко становилось причиной аварий [12, л. 257].
Большой расход масла, например, имели отечественные динамо-машины, выпускавшиеся заводом им. Гаджиева [13].
На пароходе «Вага» теплый ящик ЭУ не обеспечивал нормальной очистки питательной воды от масла, что грозило пережогом труб в котлах [14, л. 7-11].
Облегчить труд кочегаров, этих настоящих пролетариев, героически трудившихся у раскаленных топок, можно было переводом котлов на жидкое топливо. Это же позволяло увеличить экономичность паровых ЭУ. Первыми судами Камчатского госморпароходства (КГМП) -так к этому времени стало называться судоходное предприятие, - переоборудованными на мазут, стали пароходы «Миргород» (январь 1962 г.) и «Енисейск» (декабрь 1962 г.) [15, л. 1-2].
Наряду с пароходами, в состав КЧГМП 30 июля 1949 г. вошло принципиально новое судно -теплоход «Любовь Шевцова». Следует отметить, что морской транспортный флот полуострова в послевоенный период располагал лишь одним относительно крупным теплоходом (не считая нескольких дизельных деревянных сейнеров японской постройки) - танкером «Максим Горький», построенным в Японии в 1937 г., с машиной фирмы «МАН» мощностью 800 л. с.
Теплоход «Любовь Шевцова» имел двигатель построечной мощностью 1 000, эксплуатационной - 967 л. с. при частоте вращения 800 мин-1, обеспечивавший судну скорость хода 7,8 узла. В состав ЭУ входил вспомогательный водогрейный котел с поверхностью нагрева 10 м2. Часовой расход условного топлива у «Любови Шевцовой» составлял: на ходу 231, на стоянке с работающими грузовыми механизмами - 30 кг [2, л. 101].
Подсчет по формулам (1) и (2) дает удельный расход условного топлива gу = 0,325 кг у. т./кВт • ч
и эффективный КПД ЭУ теплохода "Ле = 37,8%. Как видно, экономичность дизельной ЭУ более
чем в 3,4 раза превысила экономичность ЭУ «Якутска».
В январе 1950 г. во Владивостоке получены еще два теплохода - «Невельск» и «Корсаков». Эти грузовые суда принимали по 1 050 т груза и были построены в Венгрии (типа «Тисса», первой серии, два главных двигателя мощностью по 400 л. с.) [17, л. 37].
Пополнение флота дизельными судами продолжалось достаточно активно. По состоянию на 31 декабря 1952 г. КЧГМП располагало уже 12 теплоходами с суммарной грузоподъемностью 12 600 т и двумя так называемыми дизельными шхунами пр. 229 «Вилюй» и «Витим», построенными в Хабаровске и имевшими грузоподъемность по 250 т и мощность главного двигателя 400 л. с. Состав флота в 1954 г. отражают данные табл. 3.
Таблица 3
Тип судна Количество в серии Характеристика
Буксирный пароход финской постройки 1 800 л. с.
Буксирный теплоход пр. 202 1 1 200 л. с.
Теплоходы пр. 229 6 1 500 т
Тип «Невельск» второй серии 11 11 550 т
Тип «Ганза» 1 2 800 т
Тип «Вага» (лесовозы) 2 5 260 т
Тип «Невельск» первой серии 4 4 200 т
Пароход финской постройки (лесовоз) 1 2 800 т
Тип «Хабаровск» 2 5 260 т
Всего 29 29 025 л. с
Как видно, к середине 1950-х гг. на долю паровых приходилось уже менее половины (46,3%) общей мощности ЭУ. Более половины флота составляли теплоходы типа «Невельск».
При смене масла циркуляционная масляная система, вмещавшая 360 кг масла, должна была заливаться полностью. При недоливке кратность циркуляции масла увеличивалась, оно быстро старело. Практика показала, что масляные фильтры недостаточно очищали масло, которое быстро загрязнялось и через короткие промежутки времени требовало замены. Масляных сепараторов эти суда не имели.
Система смазки главного двигателя включала маслооткачивающий насос, забиравший масло из картера, в то время как в других типах двигателей масло самотеком удалялось в сточную цистерну.
Теплоходы типа «Невельск» второй серии постройки 1953 и 1954 гг. («Аральск», «Благовещенск», «Гдов» и «Остров») оказались снабжены утяжеленными гребными винтами. Эксплуатационная частота вращения для них была снижена заводом-строителем до 670-690 вместо 800 мин-1 на первых теплоходах. Об этом завод не поставил в известность судовладельца, и поэтому на переходе в Петропавловск двигатели работали с перегрузкой, в результате чего в некоторых крышках цилиндров появились трещины. Приводы вспомогательных механизмов остались прежними.
Суда типа «Невельск» часто заходили в реку Камчатку. При касании днищем грунта кингстоны, водяные фильтры и холодильники забивались песком. Во избежание этого рекомендовалось переходить на охлаждение двигателей из балластных танков. При стоянке на открытых рейдах главные двигатели значительную часть времени находились в состоянии постоянной готовности. Для поддержания их в прогретом состоянии механики предложили прокачивать их водой от работающих дизель-генераторов. Этим уменьшались затраты топлива без ущерба для готовности двигателей [23].
Электрооборудование судов этого типа также оказалось неудовлетворительным [14, л. 7-11].
Много недостатков, отрицательно сказывавшихся на их эксплуатационных качествах в камчатских условиях, имели теплоходы пр. 229 («дизельные шхуны»). Они признавались непригодными для работы на Крайнем Севере из-за отсутствия здесь портов-убежищ. Анализ результатов работы флота в 1956 г. в очередной раз подтвердил, что эти суда нерентабельны. Три судна («Аджима», «Алдома» и «Вилига») принесли 3 531 тыс. руб. убытков. [20, л. 283]. Эти суда в начале 1960-х гг. были переданы в распоряжение Камчатрыбфлота.
Наиболее рентабельными судами для КЧГМП признавались твиндечные теплоходы грузоподъемностью 2 000-2 500 т, с мощностью главных двигателей 2 000 л. с., с ледовыми подкреплениями и обогревом междудонных танков. Таковыми из существовавших в то время в СССР являлись теплоходы типа «Лев Толстой» [14, л. 4-6]. Первое такое судно пришло в распоряжение КЧГМП в июле 1955 г.
Наиболее характерные аварии, произошедшие на теплоходах КЧГМП в 1953-1956 гг., компонуются в три классические группы: нарушение Правил технической эксплуатации; конструктивные недостатки; дефекты ремонта [19, л. 247].
В течение первого десятилетия деятельности КЧГМП (1949-1958 гг.) были отработаны основные принципы технической эксплуатации паровых и дизельных ЭУ и определены дальнейшие перспективы их развития. Это позволило заметно уменьшить аварийность и повысить рентабельность работы транспортного флота.
Литература
1. Государственный архив Камчатского края (ГАКК). - Ф. П-2. - Оп. 2. - Д. 1246.
2. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 70.
3. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 6.
4. Камчатская правда, 1950. - 17 окт. - № 246.
5. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 20.
6. Камчатский моряк, 1956. - № 83.
7. Камчатская правда, 1951. - 22 июля.
8. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 9.
9. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 144.
10. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 1164.
11. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 1702.
12. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 445.
13. Камчатский моряк, 1957. - № 61.
14. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 212.
15. ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1. - Д. 997а.
16. ГАКК. Ф. Р-523. Оп. 1. Д. 1193а.
17. ГАКК. Ф. Р-523. Оп. 1. Д. 19.
18. Камчатский моряк, 1955. - № 94.
ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1 - Д. 59.
ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1 - Д. 261.
ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1 - Д. 198.
ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1 - Д. 310.
ГАКК. Ф. Р-523. - Оп. 1 - Д. 382.
