Альманах
  Главная страница

 

Выпуск: N 2(14), февраль 2004 года

Труд, капитал, энергия

Г.М. Кржижановский и его роль в развитии электроэнергетики страны

Э.П.Волков

Г.М.Кржижановский обосновал необходимость опережающего развития энергетики на основе всестороннего учета взаимосвязей между отдельными звеньями энергетического хозяйства, структуры энергетического баланса, природно-географических условий, особенностей развития и обеспеченности энергоресурсами различных районов страны. Сформулированные в трудах Г.М.Кржижановского принципы послужили основой для разработки методов оптимизации энергетических установок и систем. Совокупность теоретических результатов и практических рекомендаций, полученных под руководством Г.М.Кржижановского, составляют основу общеэнергетических методов обоснования плановых и проектных разработок.

Г.М. Кржижановский и его роль в развитии
электроэнергетики страны

Э.П. Волков

Генеральный директор ЭНИН, чл.-корр. РАН

Приближается третье тысячелетие. И, как всегда, окончание века, а тем более тысячелетия - это волнующий и психологически напряженный период. Каким будет следующий век? Какие основные движущие силы будут преобладать в развитии отдельных стран и человечества в целом?

Такие же вопросы задавались и в конце XIX века. И страны, и люди, понявшие основные пружины движения общества и овладевшие ими, оказывались на гребне развития, содействовали прогрессу человечества. Одним из таких людей был выдающий ученый, крупный государственный деятель Глеб Максимилианович Кржижановский. Он один из первых в нашей стране оценил роль энергетики и электрификации как движущей силы развития экономики и общества ХХ века.

Г.М. Кржижановский обосновал необходимость опережающего развития энергетики на основе всестороннего учета взаимосвязей между отдельными звеньями энергетического хозяйства, структуры энергетического баланса, природно-географических условий, особенностей развития и обеспеченности энергоресурсами различных районов страны. Сформулированные в трудах Г.М. Кржижановского принципы комплексного подхода к развитию электроэнергетики послужили основой для разработки методов оптимизации энергетических установок и систем. Совокупность теоретических результатов и практических рекомендаций, полученных под руководством Г.М. Кржижановского, составляют основу общеэнергетических методов обоснования плановых и проектных разработок.

1. Научная и организационная деятельность Г.М. Кржижановского

Научная деятельность Г.М. Кржижановского охватывает широкий круг вопросов энергетики, планирования народного хозяйства, истории техники. Он начал свою научную деятельность в годы, предшествовавшие первой мировой войне. Большое влияние на формирование его идей оказали Всероссийские электротехнические съезды, активным участником которых он был. Уже в первых своих трудах Глеб Максимилианович обосновал необходимость электрообеспечения промышленных районов от крупных районных электростанций, работающих на дешевых местных топливах и связанных между собой высоковольтными линиями электропередачи. Работа по этой проблеме была им опубликована еще в 1915 году. Идея была успешно реализована совместно с Р.Э. Классоном при создании первой в России районной электроцентрали на торфе (ныне электростанции им. Р.Э. Классона). Благодаря усилиям Г.М. Кржижановского, строительство таких электростанций, послуживших основой для формирования районных, а затем объединенных энергосистем, было начато в России раньше, чем на Западе.

Принципы взаимосвязанности всех звеньев энергетического хозяйства, оптимизации баланса производства и потребления различных видов энергии в сочетании с возможностями добычи энергетических ресурсов были блестяще воплощены в плане ГОЭЛРО.

Основная научная концепция плана ГОЭЛРО, разработкой которого Глеб Максимилианович руководил, состояла в рассмотрении народного хозяйства как целостной системы, ключевым звеном развития которой является электрификация страны. Точно так же энергетика страны рассматривалась как единая развивающаяся система, объединяющая производство, передачу, распределение и использование электрической и тепловой энергии и энергетических ресурсов. План ГОЭЛРО был планом не только энергетики и электрификации, но и первым в мире планом комплексного развития народного хозяйства. В вводной части к “Трудам ГОЭЛРО” Г.М. Кржижановский писал: “Составить проект электрификации России – это означает дать красную руководящую нить для всей созидательной хозяйственной деятельности, построить основные леса для реализации единого государственного плана народного хозяйства”.

Работая с 1921 по 1930 г. первым председателем Госплана, Г.М. Кржижановский на многие годы опередил мировой опыт планирования, подтвердивший прогрессивность концентрации производства и распределения энергии на базе крупных электростанций и районных энергетических систем.

Г.М. Кржижановским заложены основы создания энергопромышленных комплексов, методов комбинированного использования топлива, вовлечения в топливный баланс вторичных энергоресурсов. Особое значение он придавал строительству теплоэлектроцентралей как основы централизованного энергоснабжения крупных городов и промышленных комплексов. Он является автором концепции развития городского хозяйства с построением энергетических схем городов на основе рационального сочетания электрификации, газификации и теплофикации.

В 1929 г. Г.М. Кржижановский был избран действительным членом Академии наук СССР и ее вице-президентом. Занимая этот пост, он много сил и энергии вложил в создание Отделения технических наук, формирование институтов технического профиля, привлечение в их состав молодых талантливых ученых.

В 1930 г. Г.М. Кржижановским был создан Энергетический институт АН СССР, где были сосредоточены значительные силы ученых-энергетиков. К этому времени принято относить и начало формирования отечественной научной школы энергетиков. Создание энергетического института в системе Академии наук СССР свидетельствует об истинном понимании Г.М. Кржижановским органической связи между фундаментальными и прикладными научными исследованиями в энергетике, необходимости проведения глубоких научных разработок и их подкрепления техническими решениями.

Свойственные Г.М. Кржижановскому чувство нового и умение оценить потенциал новых идей способствовали постановке в Энергетическом институте исследований по целому ряду проблем, оказавших в дальнейшем существенное влияние на развитие энергетической науки. Можно назвать три главных направления научных разработок, осуществлявшихся в ЭНИНе под руководством Г.М. Кржижановского.

-           Первое - развитие, исходя из идеи электрификации, комплексной научной теории, призванной обосновать создание единой энергосистемы как “станового хребта электрификации”, что потребовало решения сложных задач оптимизации структуры, обеспечения устойчивости, эффективности и надежности функционирования энергосистемы; к этому же направлению относятся исследования по передаче электроэнергии постоянным током.

-           Второе - развитие идей единства и целостности энергетического хозяйства страны на базе единого топливно-энергетического баланса; прогнозы баланса выполнялись в ЭНИНе на перспективу в 20–30 лет.

-           Третье - постановка и развитие исследований по фундаментальным электротехническим и теплотехническим проблемам, в том числе в областях: теории теплообмена и горения; комплексного энерготехнологического использования твердого топлива; теории высоких напряжений и грозозащиты; теории электрического поля, преобразовательной техники и ряда других важных проблем электрофизики и электротехники.

Одно из главных мест в тематике института всегда занимали вопросы создания и развития единой энергетической системы страны. Большая заслуга Г.М. Кржижановского и его научной школы состоит в том, что еще в 30-е годы, когда в стране производилось менее 40 млрд кВт.ч электроэнергии в год, задача создания ЕЭС была поставлена как задача государственной важности, от решения которой зависит дальнейшее развитие отечественной энергетики по наиболее прогрессивному пути.

В 1931-34 гг. в статьях чл.-корр. АН СССР А.Н. Чернышева были изложены основные идеи формирования Единой высоковольтной сети и Единой энергетической системы СССР. В 1956 г., когда было принято решение о создании Единой энергетической системы СССР, Г.М. Кржижановским и В.И. Вейцем были обоснованы главные аспекты ее создания: перспективные режимы ЕЭС и энергетические резервы, техническая политика в выборе топливных баз электростанций, роль и размещение теплофикационных, конденсационных и атомных электростанций в системе ЕЭС, экономика транспортировки электроэнергии и топлива, роль гидроэлектростанций в ЕЭС, энергетические режимы межсистемных связей, электроснабжение промежуточных и периферийных районов, экономическая эффективность ЕЭС. Обоснования строились применительно к уровню производства электроэнергии порядка 1000 млрд кВт.ч. - это в 1956 году!

В 1957 г. под руководством Г.М. Кржижановского ЭНИНом был разработан перспективный план научных исследований по проблеме создания ЕЭС СССР, включенный в число важнейших комплексных научных проблем АН СССР. В соответствии с этим планом, создание и развитие ЕЭС должно было осуществляться на базе качественно новой энергетической техники, включая:

-           атомные электростанции различных типов и параметров;

-           сверхмощные конденсационные электростанции с агрегатами до 1 млн кВт со сверхвысокими параметрами пара; мощные теплоэлектроцентрали с агрегатами 100-200 тыс. кВт; газотурбинные электростанции, в том числе работающие в комплексе со станциями подземной газификации углей; электростанции с комплексным использованием топлива на энерготехнологической основе;

-           сверхмощные гидростанции на сибирских реках с новыми типами гидротехнических сооружений, гидромеханического и электрического оборудования;

-           дальние электропередачи сверхвысоких напряжений на постоянном и переменном токе с пропускной способностью в 2-3 млн кВт на одну цепь, протяженностью
2
-2,5 тыс. км;

-           комплексную автоматизацию электростанций различных типов; автоматическое управление энергосистемами и ЕЭС.

Дальнейшее развитие ЕЭС СССР во многом реализовало направления этого перспективного плана.

Еще в 40-е годы институтом были выработаны основные рекомендации по повышению дальности передачи электрической энергии, созданию ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения, включая оптимизацию напряжения электропередачи, определение границ перехода от ЛЭП переменного тока к постоянному и т.д., сохранившие свое значение до настоящего времени. Большое внимание уделялось проблемам, связанным с объединением энергетических систем, в том числе с выбором их рациональной структуры, надежностью, экономичностью, устойчивостью параллельной работы, автоматизацией управления и защиты и т.д. По инициативе Г.М. Кржижановского при ЭНИНе была создана “Комиссия по дальним передачам Академии Наук СССР”, которая координировала деятельность научных и проектных организаций, работающих в этой области.

В 50-е годы под руководством Г.М. Кржижановского в ЭНИНе была создана “Комиссия по пару высоких параметров Академии наук СССР”, объединившая усилия практически всех ведущих ученых-теплотехников. В ЭНИНе исследования по этому направлению проводили выдающиеся ученые академики В.М. Кирпичев, М.А. Михеев, Л.С. Эйгенсон и др. В работах этих ученых была доказана целесообразность перехода на использование пара сверхвысоких и сверхкритических параметров.

Большое внимание Г.М. Кржижановский продолжал уделять вопросам вовлечения в топливный баланс местных и низкосортных топлив, комплексного энерготехнологического использования топлив. Работы по изучению процессов горения, газификации и сжигания твердых топлив, физико-химической переработке топлива, включая разработку теории этих процессов, проводились в ЭНИНе под руководством чл.-корр. АН СССР А.Б. Чернышева, А.С. Предводителева, Л.Н. Хитрина, З.Ф. Чуханова.

Большое значение Г.М. Кржижановский придавал комплексному использованию водных ресурсов, идеи которого была выдвинуты еще в плане ГОЭЛРО. В 30-е годы под руководством проф. С.А. Кукалевского в институте была разработана научная концепция и обоснована технико-экономическая схема реконструкции Большой Волги, исходя из комплексного решения народнохозяйственных задач энергетики, сельского хозяйства и транспорта, которая была положена затем в основу решений на Куйбышевском энергоузле. Д.т.н. В.В. Болотов и М.П. Фельдман проводили исследования по проблемам использования сезонной энергии гидростанций. Чл.-корр. АН СССР Б.К. Александровым велись работы по устойчивости плотин. В дальнейшем эти работы были развиты в институтах “Гидропроект” и “Гидроэнергопроект”.

В конце 40-х годов в ЭНИНе был создан первый в СССР автоматический регулятор частоты и активной мощности для многоагрегатных гидроэлектростанций, установленный на Рыбинской ГЭС. На его основе были реализованы первые в стране системы комплексной автоматизации Днепровской и Цимлянской ГЭС. Работами по этим направлениям руководили выдающиеся ученые - академик В.И. Попков, чл.-корр. К.А. Круг,
чл.-корр. И.С. Брук, д.т.н. И.М. Маркович, М.С. Либкинд и др.

Г.М. Кржижановский предвидел большие возможности использования солнечной и ветровой энергии. По его инициативе в 1932 году в ЭНИНе была создана гелиотехническая группа, проводившая исследования по выбору наиболее приемлемых типов гелиостанций с использованием параболических и плоских зеркал. Выдвинутая в ЭНИНе д.т.н. В.А. Баумом (академиком АН Узбекистана) идея создания СЭС башенного типа была практически реализована при строительстве Крымской СЭС мощностью 5 МВт.

Организуя в институте фундаментальные исследования, Глеб Максимилианович всегда поощрял их проведение на базе новейших экспериментальных и теоретических методов.

Еще в довоенное время чл.-корр. АН СССР И.С. Бруком был создан первый в стране уникальный механический интегратор для решения нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих процессы в энергосистемах в нестационарных режимах. В институте были созданы физические модели энергосистем: трехфазной линии переменного тока, линии постоянного тока. Универсальными расчетными столами переменного тока на частоте 400 Гц, разработанными в ЭНИНе, был оснащен ряд крупных энергосистем и научно-исследовательских институтов. Разработанные д.т.н. Л.И. Гутенмахером электрические аналоговые модели позволяли решать дифференциальные уравнения, описывающие переходные процессы в энергосистемах.

Под руководством академика М.В. Кирпичева в институте успешно проводились работы по тепловому моделированию и изучению явлений теплообмена в двухкомпонентной среде.

В 1952 г. в институте была установлена одна из первых в стране большая цифровая вычислительная машина ЭВМ М-2, а затем ЭВМ М-3, серийный вариант которой “Минск” получил в свое время широкое распространение. Начиная с 50-х годов, раньше чем в других энергетических организациях, на базе этих ЭВМ в институте началось широкое использование математического моделирования.

Г.М. Кржижановский внес большой вклад в развитие энергетической науки во многих республиках СССР. При активном содействии ЭНИНа после Великой Отечественной войны были созданы научные организации энергетического профиля в Азербайджане, Армении, Грузии, Казахстане, Киргизии, Латвии, Таджикистане, Узбекистане, Эстонии, Дагестане, укомплектованные высококвалифицированными специалистами, прошедшими подготовку в докторантуре и аспирантуре ЭНИНа.

Если только назвать всех выдающихся ученых-энергетиков, когда-либо работавших или работающих в ЭНИНе, то это будет весьма внушительный список. Это академики: Г.М. Кржижановский, А.В. Винтер, М.В. Кирпичев, В.А. Кириллин, А.И. Леонтьев, Л.А. Мелентьев, М.А. Михеев, В.Ф. Миткевич, Л.Р. Нейман, В.И. Попков, Н.Д. Папалекси, М.А. Стырикович, А.А. Чернышев, А.Е. Шейндлин, К.И. Шенфер, члены-корреспонденты Академии наук Б.К. Александров, И.С. Брук, В.И. Вейц, М.А. Великанов, В.П. Вологдин, В.А. Голубцов, Д.Г. Жимерин, А.Г. Костиков (тот самый который является создателем знаменитых “Катюш”), К.А. Круг, Г.Н. Кружилин, Н.Я. Матюхин, Л.С. Попырин, А.С. Предводителев, Л.Н. Хитрин, З.Ф. Чуханов, профессора Д.А. Лабунцов, В.С. Комельков, И.М. Маркович, Ю.Г. Толстов, и многие другие талантливые исследователи - славная плеяда выдающихся ученых.

Г.М. Кржижановского не стало 40 лет назад. За истекшие годы неизмеримо выросла электроэнергетика страны с ее новыми сложными проблемами, развилась научная база энергетики. Однако многие из выдвинутых Г.М. Кржижановским научных идей не утратили актуальности и до сегодняшнего дня.

Версия для печати [Версия для печати]

Гостевые комментарии: [Просмотреть комментарии (0)]     [Добавить комментарий]



Copyright (c) Альманах "Восток"

Главная страница