Секрет уральской долгожительницы

В Челябинской области на реке Большая Сатка стоит единственная в нашей стране гидроэлектростанция, которая дожила до 100 лет. Раньше она носила название «Пороги» – в память о затопленных водохранилищем каменных порогах, с которых падала еще не скованная плотиной река. Сейчас ее называют более привычным словосочетанием – Порожская ГЭС. Но суть от этого не меняется. Станция, спроектированная, построенная и пущенная в эксплуатацию в июле 1910 года русским инженером Бахметевым, с того времени не прекращала работы. Действует она и сегодня, оставаясь единственным источником электроснабжения поселка Пороги, где когда-то жили ее строители, и расположенной неподалеку частной гостиницы.

ГЭС и ферросплавы

В 1908 году началось строительство первого в России ферросплавного завода. Производству требовалось много дешевой электроэнергии, и потому нужна была собственная ГЭС. Тогда еще ГЭС называли «гидроэлектрической установкой». И турбина была «тюрбиной». И писали «ять» после согласных в конце слов. Вот как давно это было.

Итак, Порожская ГЭС, одна из первых на Урале, строилась в комплексе с первым в России ферросплавным заводом. Замысел принадлежал горному инженеру Александру Филипповичу Шуппе, который считал этот проект очень важным для России. Ведь ферросплавы, необходимые для выплавки высококачественной стали, покупались за большие деньги за границей.

Но сначала искали место для закладки производства. Оно должно быть удобным во всех отношениях – чтобы рядом имелись и железные рудники, и подходящая для устройства плотины река. Такое нашли на Южном Урале, в пяти верстах выше впадения реки Большая Сатка в реку Ай, между горными хребтами Уары и Чулковский. Здесь же было месторождение хромистого железняка, а на Чулковском хребте – залежи кварцита, исходного сырья для получения ферросилиция.

После того как Шуппе получил нужный участок земли в аренду, было организовано «Уральское электрометаллургическое товарищество графа А.А. Мордвинова, графини Е.А. Мордвиновой, барона Ф.Т. Роппа и А.Ф. Шуппе», которое взяло на себя финансирование замысла.

Для выполнения работ по проектированию и сооружению гидравлической установки завода пригласили известного инженера-гидротехника Бориса Александровича Бахметева.

Весь комплекс построили за два года. Он состоял из плотины высотой 17 м и длиной по гребню 125 м и производственного корпуса, в котором размещались машинный зал электростанции, электроплавильный цех и отделение для подготовки шихты и электродов. Кроме того устроили и надлежащим образом оборудовали химическую лабораторию, деревянный склад и весовую, конюшню, пожарный сарай и кузню. Здание конторы располагалось в близлежащем поселке.

1/14 (н.с.) июля 1910 года электрометаллургический завод «Пороги» был пущен в эксплуатацию. 12 июля получена первая опытная партия ферросилиция, а 24 августа этого же года была выпущена первая опытная плавка феррохрома весом 954 килограмма.

Продукция пошла, что называется, «на ура». Вскоре после революции Шуппе оставил пост управляющего, а предприятие вошло сначала в состав Южно-Уральского горнозаводского треста, затем в объединение «Востоксталь» и в 1928 году было передано Саткинскому металлургическому заводу, оставаясь до 1931 года единственным в России производством по выплавке ферросплавов. В конце 1960-х годов, когда в стране появилось достаточное количество современных ферросплавных заводов, «Пороги» перепрофилировали на выпуск качественного огнеупора – периклаза и включили в состав комбината «Магнезит», тоже в свое время основанного Александром Филипповичем Шуппе. Выпуск огнеупоров продолжался до 2001 года.

Все это время ГЭС исправно работала – без аварий, сбоев и, что удивительно, без каких-либо серьезных реконструкций. После закрытия завода Порожская ГЭС вышла из состава «Магнезита» и сейчас числится на балансе Саткинского муниципалитета.

Профессор Бахметев докладывает

В музее Санкт-Петербургского государственного технического университета сохранился доклад Бориса Александровича Бахметева на XIII Съезде русских деятелей по водным путям в 1911 году. В этом документе автор подробнейшим образом описывает свой проект и представляет чертежи – бесценные свидетельства инженерной мысли начала прошлого века.

«Осмотр местности (май 1908 г.) показал, что наиболее рациональной и удобной схемой использования энергии является сосредоточение напора путем сооружения высокой каменной водосливной плотины, подпирающей реку в пределах всего арендованного участка, и устройство электрической станции непосредственно у плотины», – докладывал Бахметев.

Ученый-гидравлик рассказал, что сначала хотел построить водосливную глухую плотину, но потом решил добавить сверху еще и разборчатую чаcть. При проектировании последней были учтены особенности сурового уральского климата, сильные и быстро наступающие паводки, характерные для Сатки, а также вероятность того, что через плотину придется пропускать большие глыбы льда. В итоге разборчатая часть представляла собой шесть разделенных каменными быками отверстий – два по 10 м в длину, один – в 4,5 м, три – по 12 м, закрываемых щитами. Через эти отверстия сходили и высокая вода, и весенний лед.

Гребень плотины Бахметев запроектировал из дикого камня, который скрепляли смесью глины и цемента. Он уточняет в докладе, что при укладке срединного тела плотины использовался раствор 1:3,5, а в части, непосредственно примыкающей к верхней воде, на толщину около метра, – 1:2. По окончании строительства предварительно расчищенные швы заделывались смесью в равных долях. Обращенная к пруду поверхность плотины была покрыта особым составом из асфальта и гудрона.

«Соединение массива плотины с дном производилось особенно тщательно, – отмечает в докладе создатель Порожской ГЭС. – После очистки и промывки, заделки щелей и трещин дно поливалось жидким раствором из чистого цемента, а потом по нему укладывался слой раствора (1:2) толщиной 10 см. На подготовленной таким путем поверхности уже начиналась кладка массива плотины».

В этом же докладе Бахметев приводит хронологию работ:

«Строительство плотины началось летом 1908 года и осуществлялось в два этапа. Летом 1908 года была забрана в перемычку левая половина реки и построена собственная часть плотины, а также водонапорный бассейн. Перемычка состояла из ряда козел, связанных продольными лежнями, на которые наколачивался шпунтовый дощатый настил, возможно плотно пригоняемый ко дну. На некотором расстоянии от основания настила устраивалась каменная «банка». Между ней и настилом плотно утрамбовывалась глина, чем и обеспечивалась непроницаемость основания. Водоотлив свободно поддерживался центробежным насосом, приводимым в действие нефтяным двигателем. Постройка этой части плотины велась и зимою – в тепляке. В нижней части плотины были оставлены два отверстия для пропуска воды в течение второго строительного периода (лето 1909 года), когда в перемычку была взята вторая, правая половина реки. Перемычка эта была построена по тому же типу, что и первая, но из-за большого напора воды настил пришлось сделать двойным.

К концу 1909 года все каменные работы, а также здание станции были готовы, продолжалось сооружение разборчатой части плотины и трубопровода. Летом 1910 года завод был пущен, к тому времени закончили и монтаж разборчатой части. Никаких серьезных затруднений и остановок, связанных со льдом или неудовлетворительным действием гидротехнических сооружений, не наблюдалось».

Раздел, посвященный техническому оснащению станции, снова поражает кропотливым, профессорски точным изложением деталей:

«На станции предусмотрено место для установки двух главных генераторных турбин (из них в настоящее время установлен пока один агрегат, № 2) и одной возбудительной. Установленная генераторная турбина мощностью в 800 лошадиных сил при напоре 15–17 метров и при 375 оборотах в минуту представляет из себя сдвоенную турбину Фрэнсиса быстроходного типа (так называемое характеристичное число оборотов Kn=250) в цилиндрическом закрытом кожухе с двумя расположенными по бокам всасывающими трубами. Турбина непосредственно соединена с низковольтным альтернатором, ток от которого передается в электрические печи расположенного вблизи завода. Турбина возбудителя (75 лошадиных сил при 500 оборотах) обыкновенного «спирального» типа.

Турбины и регуляторы изготовлены заводом Briegleb Hansen & Co Gotha. Низковольтные альтернаторы – заводом Brown Boveri. Что касается металлических частей плотины и трубопровода, то последние изготовлены заводом «Бари» в Москве. Подъемные приспособления щитов построены заводом «Гутман» в Москве».

…При обсуждении феномена долгой жизни этой небольшой и по существу полузаброшенной южноуральской ГЭС принято хвалить иностранные механизмы, которыми оснащена станция. Мол, вот какую технику выпускали немцы и англичане – на века! И с этим трудно не согласиться. Но, приводя подробные цитаты из доклада русского инженера Бахметева, мы хотели напомнить: все это время бессменно и безупречно действует и оборудование, произведенное в России, стоит плотина, сооруженная нашими каменщиками. Что поставили сто лет назад, то и работает до сих пор – всему миру на удивление.

Как уберечь прошлое

Несколько лет назад случилось странное – в «Порогах» был утрачен практически весь архив. Кто-то вскрыл сейф в здании химлаборатории, бумаги сбросили на пол и подожгли.

Интересную историю рассказал мне почетный энергетик, эксперт Минэнерго России Борис Михайлович Енов. Года три назад, еще в бывшем Минпромэнерго, он разговорился с сотрудницей международного департамента и узнал, что в министерство пришло письмо от одного швейцарца. Он уверял, что его дедушка в свое время построил турбину для Порожской ГЭС. Более того, швейцарец съездил на Урал, нашел станцию и своими глазами увидел эту турбину. Вот и пишет: вы, мол, даже не представляете себе, каким раритетом обладаете… И дальше – про «варварское отношение». Енову не удалось установить – был ли ответ из министерства тому швейцарцу или нет. Министерство реорганизовали, сотрудница та уволилась.

Но интерес остался. И Борис Михайлович поехал в Пороги. Разговаривал с механиком Анатолием, единственным, кстати, работником станции, и тот рассказывал про швейцарца: да, приезжал, все рассматривал, языком цокал…

Енов ничего «страшного» на Порожской ГЭС не обнаружил. Оборудование работает, техническое обслуживание ведется. Состояние плотины, правда, оставляет желать лучшего. Сто лет – немалый срок. А если учесть, что объект не подвергался реконструкции, там не проводилось какого-либо серьезного ремонта, то сам факт его работы – чудо. И именно это невмешательство в старину и делает Порожскую ГЭС удивительным действующим памятником индустриальной культуры.

После этой поездки станция с ее историей, заботами и проблемами прочно вошла в жизнь Бориса Михайловича. Именно он со своими товарищами, такими же энтузиастами, нашел в музее Санкт-Петербургского государственного технического университета доклад Бахметева на XIII Съезде русских деятелей по водным путям в 1911 году. Нашелся и проект станции, было обнаружено много других сохранившихся документов и фотографий. Но хотелось получить больше информации об уникальной станции и ее создателях, еще глубже проникнуть в историю. И Енов написал письмо в Бахметевский архив при Колумбийском университете в Нью-Йорке. Ему ответили и пригласили приехать – поработать с документами.

– Прихожу в американское посольство с заявлением на получение визы, – рассказывает Борис Михайлович, – переживаю, все ли документы собрал, все ли в порядке. Известно ведь, как строго американцы относятся к вопросам въезда. Человек за окошком берет мои бумаги, смотрит на приглашение, оно сверху лежало, и вдруг глаза его добреют. Начинаем разговаривать. Оказалось, он сам учился в Колумбийском университете и про Бахметева и его архив тоже знает. В результате визу я получил быстро, без проблем и проволочек. Скоро поеду.

Очень интересует Бориса Михайловича Енова личность инженера Бахметева.

– Чем больше про него узнаю, тем больше поражаюсь. Удивительный человек! – рассказывает Енов. – Жесточайшим образом пострадал от большевиков. У него было отобрано все. Единственное, что ему удалось в той ситуации, – вывезти жену, Елену Михайловну Сперанскую, за границу, в Америку. Но за то, что он это сделал, расстреляли всю ее семью. В 1922 году Бахметев начал свою деятельность с нуля и поднялся до профессора Колумбийского университета. Был членом совета директоров Панамского канала, консультантом по гидравлике. Я читаю некоторые его работы как инженер и понимаю, насколько широко и нестандартно он мыслил. Борис Александрович стоял у истоков всей гидроэнергетики страны. Он обследовал водные створы России, и эта бесценная информация была потом использована при подготовке плана ГОЭЛРО.

Разбирался Енов и с номинированием Порожской ГЭС на звание индустриального памятника мирового значения. Документы готовила администрация Челябинской области, их передали в Академию наук. Тут перестройка, бумаги потерялись. Съездил в Челябинск – там информации о дальнейшей судьбе документов нет. Начал искать концы – нигде ничего не нашел. Обратился в ЮНЕСКО – и там нет. А старый чугунолитейный завод из немецкого Саабрюкена, подавший прошение в том же 1993 году, кстати, выполнил все требования ЮНЕСКО к оформлению – и в 2008 году получил номинацию. Обидно…

Сколько еще лет сможет проработать Порожская ГЭС? Кто знает... Другой вопрос: нужно ли и дальше заставлять станцию-ветерана трудиться? Ведь эксплуатационные качества и техническое состояние всех сооружений комплекса неизбежно ухудшаются. Логичнее всего, думается, сохранить «Пороги» как уникальный памятник истории техники.

Опубликовано в журнале "ТЭК. Стратегии развития" №3 май-июнь 2010