Очерки по истории теплоэнергетики. Часть 7. Электростанция Училищного Совета при Святейшем Синоде бесплатное чтение

© Петрущенков В. А., текст, 2023

© ООО «Страта», оформление, 2023

Введение

В начале 1910-х годов в России началось широкое применение выхлопного пара паровых двигателей для работы систем отопления и вентиляции, а также насосной циркуляции водяного теплоносителя в этих системах. Принято считать, что первым крупным объектом в стране, на котором в 1909 г. были применены эти решения под руководством техника Министерства Императорского двора (МИДв) Мельникова Николая Павловича¹, был Михайловский театр в Санкт-Петербурге[1].

Как показано в[2], первое применение когенерации, подтвержденное публикациями в открытой печати, произошло в Германии на фабрике Эрнста Альбана в 1829 г. Годом раньше Альбан в Политехническом журнале привел подробное описание преимуществ полезного использования выхлопного пара паровых машин.

В статье 1882 г., приведенной в Горном журнале, профессор Тиме И. А. выполнил количественную оценку эффекта от применения выхлопного пара для работы системы отопления[3].

На практике выхлопной пар использовался для отопления на баржах-электростанциях Сименса К. Ф. с 1884 г. и для растапливания снега на электростанциях императорских дворцов и театров Петербурга начиная с 1886 года.

Первым крупным объектом в царской России, применившим выхлопной пар для работы системы отопления в 1902 г., была окружная больница на Слободке-Романовке в Одессе^2[4]. Паровые машины собственной блок-станции обеспечивали выхлопным паром вакуум-паровую центральную систему отопления и вентиляции больницы.

В 1908 г. уже работали системы, аналогичные примененным позже на электростанции Михайловского театра, на следующих объектах в Санкт-Петербурге: Главное здание Лесного института, Пассаж княгини Барятинской (Невский пр., 48), электрическая станция Московско-Виндаво-Рыбинской железной дороги (Витебский вокзал), Римско-католическое убежище Благотворительного общества для бедных мальчиков (Новгородская ул., 12)[5].

В 1909 г. когенерация с помощью отборного пара паровых турбин была применена инженером-механиком Курбановым М. М. в новых зданиях Государственной типографии.

Проф. Дмитриев В. В. в своих лекционных курсах начал пропагандировать когенерацию в 1908 г.[6]. Он применил выхлопной пар паровых турбин производства фирмы «Альфа-Лаваль» на электростанциях больницы Петра Великого в 1909 г., тюрьмы одиночного заключения («Кресты») и на генераторной станции Электротехнического института в 1911 г.[7].

Техник МИДв Мельников Н. П. практически в это же время реализовал аналогичные решения на электростанциях Зимнего дворца, Мариинского театра, принимал участие в создании систем когенерации Технологического³ и Электротехнического институтов.

Насосная циркуляция теплоносителя имела место на большинстве перечисленных объектов. Нередко системы отопления когенерационной системы выполняла фирма «Братья Кертинг», поверхностные конденсаторы выхлопного пара с циркуляционными насосами отопления и вентиляции – фирма «Артур Коппель и К°».

Вот на таком фоне в 1913 г. происходили события по созданию когенерации с насосной циркуляцией водяного теплоносителя систем отопления и вентиляции в зданиях Училищного Совета и Синодальной типографии.

В дореволюционный период в создании когенерации приняли участие Пашков В. Л., Смирнов А. И., Цейтшель Б. А., Подобедов М. М., Платс Ф. И., Курбанов М. М., Мельников Н. П., Дмитриев В. В.

Забегая вперед, можно сказать, что после 1917 г. в создании теплофикации в стране приняли активное участие как одиночки-профессионалы, так и организации, среди которых необходимо отметить профессора Дмитриева В. В., инженеров Гинтера Л. Л., Танер-Таненбаума Ж. Л., Шифринсона Б. Л., Кржижановского Г. М., Теплотехнический институт.

Электростанция Санкт-Петербургской Синодальной типографии на Кабинетской улице

История электростанции здания Училищного Совета и Синодальной Типографии при Святейшем Синоде в Санкт-Петербурге представляет интерес в связи с тем, что это был один из первых объектов России, на котором применили когенерацию, а также насосную циркуляцию в системе отопления и вентиляции.

Сделаем небольшой экскурс в историю здания Синодальной типографии и зданий в его окрестности. До 1888 г. Синодальная типография располагалась в главном здании Святейшего Синода на Петровской (Сенатской) площади в 6 комнатах 2-го этажа и 6 комнатах 1-го этажа, выходящих на Конногвардейский бульвар[8]. К 1875 г. был закончен перевод книг Библии на русский язык, что вызвало большой спрос на доступное для народа издание. Учреждение в 1884 г. церковно-приходских школ увеличило потребность в учебных руководствах и пособиях на ту же тему. Отсутствие возможности расширения типографии в главном здании и необходимость использования этих помещений для архива и книжных складов привели к строительству нового здания типографии по адресу Кабинетская ул., 15 на территории, принадлежащей Митрофаньевскому Синодальному подворью. В 1888 г. Синодальная типография начала свою работу в новых зданиях, которые неоднократно надстраивались в надворной части.

Рис. 1. Здание Синодальной Типографии на Кабинетской улице

Рис. 2. План Митрофаньевского Синодального подворья и зданий Синодальной Типографии на Кабинетской улице[9]

В состав типографии входили главное здание, выходящее фасадом на Кабинетскую улицу (ул. Правды), рис. 1 и 2, и два надворных флигеля Т-образной формы, соединенных переходом с этим зданием.

Кроме того, справа на плане, рис. 2, показано отдельное здание котельного и машинного отделений с паровыми котлами и дымовой трубой, паровыми машинами и динамо-машинами.

В двух надворных флигелях типографии, пристроенных к основному зданию, находились различные вспомогательные помещения, в том числе квартиры служащих, склады для бумаги, других расходных материалов, помещения вспомогательного назначения.

В основном здании типографии имелись следующие отделения: печатное, наборное, словолитное, стереотипное и переплетное с соответствующими станками, требующими механического привода. Для приведения их в действие в 1888 г. были установлены две паровые машины единичной мощностью 22 л. с. и 3 паровых котла. Электрическое освещение с помощью 300–350 ламп накаливания производилось от динамо-машины. Наборное и машинное отделения имели механическую вентиляцию. Подъем и спуск тяжестей для 4-х этажей производился с помощью винтовой машины. Привод вентилятора и подъемной машины был механическим. На 1-м этаже основного здания находился склад книг, поступающих сюда из этой и Московской Синодальной типографий.

Строительство всех зданий производилось хозяйственным способом. Электрическую часть вместе с котельным и машинным отделениями устраивала фирма «Сименс и Гальске»[10]. К 1899 г. состав паросиловой станции был следующим: две паровые машины общей мощностью 103 л. с., две динамо-машины, электрическая нагрузка – 1 дуговой фонарь, 300 ламп накаливания, 5 служащих на станции.

Предположительно Санкт-Петербургский Металлический завод устроил пароводяную систему отопления помещений различных зданий типографии. Типичная принципиальная схема такой системы отопления приведена на рис. 3[11].

Паровой котел А производит пар давлением порядка 1 ати. По паропроводу a через коллектор с производится распределение пара через паропроводы d к так называемым нагревательным цилиндрам В, В1. Эти цилиндры являются источниками тепла для выделенных контуров систем водяного отопления различных частей здания. Системы отопления могут быть вертикальными и горизонтальными. В цилиндре B пар проходит через трубки змеевика, расположенного в объеме цилиндра. Охлажденная в приборах отопления К вода опускается по обратным теплопроводам f вниз, попадает в нижнюю часть цилиндра, нагревается змеевиком с паром, поднимается по главному подъемному стояку е и поступает сверху к приборам отопления К. Циркуляция воды в контуре системы отопления естественная, движущей силой является подъемная сила Архимеда, действующая на нагретую воду.

Рис. 3. Принципиальная схема пароводяного отопления зданий Синодальной типографии

Конденсат из трубок змеевика цилиндра самотеком сливается в атмосферный бак, откуда также самотеком при заглубленном расположении котла или питательным насосом подается в паровой котел. На схеме показаны приборы отопления в виде чугунных оребренных труб. Расширительный бак, расположенный на чердаке здания, обеспечивает расширение или сжатие воды в системе при изменении ее температуры, а также создает контролируемое избыточное давление в верхней точке контура системы отопления. Так как для паровых машин на станции типографии использовались паровые котлы, производящие пар давлением 9-10 ати, то выполнялось дросселирование свежего пара до давления около 2 ати.