Электрификация Харьковского района
Электрификация Харьковского района
(Доклад инж. А. М. Кузнецова).
Город Харьков представляет в настоящее время крупнейший, административный, культурный и промышленный центр Украины Изучение его прошлого и настоящего приводит к твердой уверенности, что развитие его вызвано причинами, коренящимися в его географическом положении и в экономической конъюнктуре всего Юга России и что рост его населения, а вместе с тем и потребности в электрической энергии не имеют тенденции к замедлению: напротив, следует ожидать его дальнейшего повышения.
Основываясь на статистике прежних лет, можно принять население Харькова и его района, радиусом 50 верст, в условном 30‑м году равным 1500000 чел., из которых около 500 тыс. живут в Харькове, 200 тыс. в прочих городах района и 800 тыс. в селах.
На основе этих цифр можно определить предположительную потребность в электрической энергии района следующим образом:
1. Расход воды на 1 жителя в Харькове.................8 ведер в сутки Расход воды на 1 жителя в уезд. гор. и пригородах. 6 ведер в сутки Расход воды на 1 жителя в .селах ..................4 ведра в сутки
Считая расход в 1 кВт на подачу 3.000 ведер, получим для наших условий:
500.000 × 8 + 200.000 × 6 + 800.000 × 4 = 8.400.000 ведер в сутки.
Для подачи потребуется электрической энергии:
8.400.000/3.000 = 2.800 кВт.
2. Расход на канализацию (в Харькове).
Примечание. Предполагать возможность устройства канализации в других центрах рассматриваемого района в ближайшее десятилетие не приходится.
Считая расход в 2 кВт. на каждую тысячу жителей, получим:
2 × 500= 1.000 кВт.
3. Энергию на двигательную силу всякого рода примем для Харькова:
20 кВт на 1.000 жителей......т.-е. 20 × 500 = 10.000 кВт.
для пригородов, уездных городов
6 кВт на 1.000 жителей......т.-е. 6 × 200 = 1.200 кВт
для сельских местностей
4 кВт на 1.000 жителей......т.-е. 4 × 800 = 3.200 кВт
Итого....................................................14.400 кВт.Итак максимальная нагрузка для всех силовых установок водопровода, канализации и моторной нагрузки составила для района:
2.800 + 1.000 + 14.400 = 18.200 кВт
Трамвайную нагрузку приходится учитывать отдельно ввиду особого характера, который предоставляет ее график.
Кроме того, можно предположить, что в первое десятилетие развитие трамвайных пригородных сообщений охватит не весь район, а лишь площадь радиусом в 25 верст с числом жителей равным приблизительно 900.000, из коих 500.000 городских, а 400.000 пригородных и сельских. Полагая для городского населения около 9 кВт на 1.000 жителей, а для пригородного — 7 кВт общий расход энергии на трамвайную нагрузку:
9 × 500 + 7 × 400 = 7.900 кВт.
Предполагается при этом, что трамвай будет обслуживать не только пассажирское сообщение, но переймет при своем развитии и все узловое товарное движение, исчисляемое в настоящий момент цифрой не менее 5.000.000 пудо-верст в сутки.
Трамвайное грузовое движение должно быть приурочено к ночному времени и только ранним утром оно отразится несколько на максимуме нагрузки; разницу эту примем равной 2.200 кВт максимальная нагрузка на станции составит при этих условиях 8.500 кВт.
На освещение жилых помещений можно предполагать на основании статистики, к концу десятилетия, около 10 кВт на 1.000 жителей, а с учетом освещений общественных зданий (20%) и уличного освещения (5%), получим на 1.000 жителей 10 × 1.25 = 12,5 кВт.
Для Харькова эту нагрузку можно считать несколько больше до 15 кВт, что составит в общем 15 × 500+12,5 × 1.000=20.000 кВт.
Суммируя эти нагрузки с учетом времени дня и года, обычными приемами, получим, что районная станция для обслуживания всех перечисленных нужд района зимой должна будет подавать до 30.700 кВт во время максимума; (летний максимум меньше).
Развитие района вызовет неизбежно необходимость переустройства Харьковского ж.-д. узла, донельзя перегруженного в настоящее время и, если даже учесть разгрузку его от выноса на особое полотно пригородного пассажирского движения, то все же Харьковской ж.-д. станции будет трудно справиться с повышенными требованиями со стороны того же Донецкого бассейна; одним из выходов явится электрификация самого узла.
Вопрос этот разработан специально в статье инж. Изъюрова и мы позволим себе только отметить интересующие нас данные, касательно потребной для узла мощности, выражающейся в случае полной электрификации узла в довольно крупной цифре около 15000 кВт.
В настоящее время мы можем говорить уже о значительно более устойчивых цифрах. Не приводя здесь детальных расчетов, можно отметить, что мощность станций района, сознательно из осторожности, не принимающая во внимание рода абонентов должны быть уже в 1928 году 16.000 кВт действующих (или 32.000 кВт установленных;, а в 1932 г. — 32.000 кВт. действующих (или 48.000 кВт установленных); при этом в 1928 г. ожидается выработка 80 миллионов кВт-часов, а в 1932 г. —160 млн. кВтч.
Ряд исследований у нас Украине и в Москве выдвинули несколько предположений.
1. Устройство электростанции Харьковского района близ с. Петровской Изюмского Округа на местных каменноугольных месторождениях с передачей электрической энергии высокого напряжения соответственной электропередачей в г. Харьков на расстоянии 120 километров.
2. Устройство электростанции для Харьковского района близ Рубежной (около Лисичанска) на отбросах Лисичанских каменноугольных рудников с передачей электрической энергии в г. Харьков электропередачей очень высокого напряжения на расстоянии 240 километров.
3. Устройство на надежном в отношении воды месте, ближайшем к Харькову, электрической станции, с подвозом угля по железной дороге, причем здесь имеется 2 предположения: одно на р. Северский Донец близ Чугуева, другое на реке Уды близ сел. Филиппово.
Во всех случаях предполагалось использовать ближайшие к Харькову угли, т. е. длиннопламенные, непрочные и малокалорийные, а чтобы поднять экономичность их применения, производить коксование их при низких температурах с использованием побочных продуктов коксования.
Ранее всего существовало предположение строить электростанцию на Змиевском торфе, если бы запас и качество его оказалось достаточно подходящими.
Однако обследование болот дали неутешительные результаты, тогда и было обращено внимание на заброшенную разработку Петровских угольных месторождений около Изюма. В недавнее относительно время, в конце прошлого XIX столетия, за это дело взялись солидные предприниматели и если дело не пошло, то во всяком случае, не скудность полученных результатов тому виной. При острой конкуренции того времени дело не могло существовать экономически выгодно — из-за отсутствия подъездного пути, который нужно было построить длиной 35 верст. Все это дело в подробностях освещено в статье И. А. Макарова, из каковой мы позволим себе привести ее заключение, как освещающее более полно этот интересный вопрос.
1. Месторождение каменного угля у с. Петровского известно давно и привлекло интерес казны и предпринимателей с 1831 года.
2. Количество и мощность рабочих пластов не могут считаться окончательно установленными; во всяком случае количество рабочих пластов не менее 4 с суммарной мощностью не менее 2 сажен.
3. Простирание пластов прослежено на сравнительно небольшое для такого месторождения расстояние; но выходы пород каменноугольной формации по геологическим обследованиям имеются на протяжении 10 верст.
4. Действительные запасы угля не могут быть в данное время определены даже приблизительно; вероятные запасы в предположении 10‑тиверстного простирания рабочих пластов и их суммарной мощности в 2 сажени при среднем падении 45⁰, определяемые до глубины в 250 сажен за вычетом 10% на потери при разработке при оправдавшемся простирании можно было считать 2 млн. пуд.
5. Качество углей Петровского месторождения несмотря на неполноту исследований, можно считать установленным; из анализов Дитмара, а также из произведенных в лаборатории Харьковского Технологического Института по просьбе Изюмского Товарищества, видно, что содержание летучих веществ от 38 до 43%, а потому попытки казны и Изюмского Товарищества коксовать уголь обычным способом не могли удастся; удачное применение угля для кузниц не дает еще оснований считать уголь кузнечным; угли Петровского месторождения типично длиннопламенные, хорошего качества (ввиду относительно малого содержания золы).
6. Развитие работ на Петровском месторождении тормозилось, поскольку это удается проследить по материалам Изюмского Товарищества исключительно благодаря отсутствию железнодорожного пути; расстояние в 35 верст гужевой возки убило бы всякое угольное предприятие, работавшее даже не в период промышленного кризиса, как это пришлось Изюмскому Товариществу.
7. Если исключить транспорт, то остальные природные условия благоприятны для развития дела; близость реки, близость громадных лесных угодий и наличие рабочей силы на месте благодаря распложенным вблизи крупным селам Петровскому и Беревкину.
8. Если разведками будет окончательно установлена благонадежность месторождения и вероятные запасы угля до глубины 250 сажень определяются действительно в 2 миллиарда пудов, то в Петровском месторождении налицо все данные для устройства крупного угольного предприятия с годовой добычей до 25 млн. пуд.; половина этого количества угля достаточно, чтобы обеспечить непрерывную работу электрической станции в 32.000 кВт круглый год.
В течении 1923 г. правлением “Изэлстан” были сделаны горные разведки на 1 версту по простиранию и на этом протяжении определено 200 млн. пуд. при учете глубины до 250 сажен. Для окончательного решения вопроса о надежности месторождения этих разведок недостаточно и пришлось бы продолжить их по простиранию и по северному и по южному крылу.
Каждый из трех вариантов можно охарактеризовать следующим образом:
Лисичанский вариант. Положительными факторами являются: значительные количества дешевых угольных отсевов, от давно эксплуатируемых рудников; близость воды, железной дороги и химических производств; отрицательными: низкое качество отбросов угля, чрезмерно далекое расстояние от Харькова, до 240 км при котором электропередача ляжет очень значительной долей на себестоимость киловатт-часа, и Харьковский район будет иметь питание энергией не очень надежное в отношении беспрерывности, так как пришлось бы применить напряжение выше 110 000 вольт, пока еще не достаточно благонадежное в эксплуатации.
Петровско-Изюмский вариант. Положительными фактами надо считать относительную близость угольного месторождения от Харькова, хорошее его качество, благоприятные местные условия в отношении воды, строительных материалов и рабочих; отрицательными — отсутствие эксплуатационной разведанности угольного месторождения, необходимость сооружения 35 верст подъездной ветки и довольно значительная длина — 120 километров — линии электропередачи.
Чугуевский или Филипповский вариант. Положительными факторами являются — наибольшая дешевизна затрачиваемого на сооружение и оборудование капитала, короткая линия электропередачи, достаточное количество воды, легкость размещения рабочей силы; отрицательными можно считать подвоз угля по железной дороге на расстоянии 140 (или 175) верст от Лисичанского района.
Из этой краткой характеристики видно, что решающими обстоятельствами будет размер затрачиваемых средств и цена угля Лисичанского и Петровского.
Просчеты себестоимости энергии для Петровско-Изюмского варианта указывают цену энергии на электростанции от 2,3 коп. до 1,8 коп. за время с 1928 г. по 1932 г. Стоимость на подстанции под Харьковом будет соответственно от 3,13 до 2,32 коп.
Чтобы погасить в 7 лет ссуду государства в 14 миллионов рублей нужных для сооружения станции со всеми вспомогательными предприятиями, как рудники, коксовальный завод, устройство для использования побочных продуктов, подъездная ветка и прочее, придется взимать с абонентов за киловатт-час от 4,43 коп. в 1928 г. до 3,22 в 1932 г. и 2,5 коп. в 1937 г., дальше энергия пойдет со значительным удешевлением.
Во всех случаях, как указывалось и выше, надо наилучше использовать сравнительно малокалорийный уголь ближайших районов, подвергнув его холодному коксованию с использованием побочных продуктов.
Холодное коксование, или лучше сказать, коксование при низких температурах, производимое при температурах вместо обычных 900‑1 000° при 200‑400° С, дает: а) газ с теплотворной способностью от 5 000‑7 000 калорий в куб. метре, б) полукокс, содержащий в себе еще около 9‑12% летучих веществ и потому хорошо сгорающий на обычных решетках, в) смолу удельным весом около 1,06, г) моторное масло и д) сульфат аммония. При дистилляции смолы, так называемой первичной, в отличие от вторичной или обыкновенной каменноугольной смолы при обычном коксовании, получаются: легкое моторное масло высшего качества с удельным весом около 0,8; следующий погон до 230° С дает осветительное масло, удельного веса 0,9; третья фракция (300° С) дает тяжелые масла, идущие на смазку дизеля или пропитки дерева, — они содержат до 20% креозота и 5,8% парафина без следов нафталина или антрацена.
Не вдаваясь в детали, можно охарактеризовать выгодность такого коксования при низких температурах для сравнительно плохого угля следующим образом: сырой уголь в неравных кусках, легко проваливающийся на решетке, кроме продуктов смоло-масляных и сульфат-аммония, дает богатый газ и полукокс — прекрасное топливо, хорошо горящее могущее быть и в кусках довольно значительной прочности и в порошке. Экономический эффект по немецкой практике при немецких условиях приблизительно таков, что стоимость затрачиваемого угля, эксплуатационные расходы коксования и завода побочных продуктов и погашение капитала на эти заводы и %% на него, — покрываются стоимостью газа и побочных продуктов; полукокс, имеющий выход около 65%, получается в виде чистой премии.
При наших невысокого качества углях этого процесс получает для электрической станции Харьковского района исключительное значение и он должен быть применен.
Для Чугуевского и при с. Филиппове вариантов открывается при этом процессе еще одна, громадного интереса для города Харькова, возможность — передача газа в г. Харьков для заводских нагревательных, металлургических и др. заводских печей, а также для потребления жителями города и поселков для домашних целей, в особенности для нагревания воды, приготовления пищи и проч., где газ по дешевизне и удобству не будет иметь конкурентов.
Правление “Изэлстан”, тщательно изучая наилучшее удовлетворение Харьковского района электричеством и газом пришло к выводу, что дальнейшая деталировка и изучение без немедленного приступа к сооружению станции для Харьковского района уже не могут быть полезны, и потому выступила перед общественными и правительственными кругами с указанием необходимости немедленного приступа к сооружению электростанции Харьковского района (ЭСХР) и финансированию этого дела.
Эта срочность получила признание и в Украинской Республике и в Союзе, Союз дал дотацию на выполнение сперва вариантов, а затем по лучшему варианту и рабочего проекта. К этим 30 000 руб. от Союза было необходимо дополучить для проведения поставленной задачи еще столько же. Постановлением УЭС‘а затем Губисполкома последний отпустил из средств Гороткомхоза ссуду сроком на один год в 25 тыс. руб. без процентов.
В настоящее время приступлено к разработке вариантов.