Как ученый из КПИ «покорил» огонь. Михаил Абдулин о науке и технологиях

Вашему вниманию интервью с изобретателем, доктором технических наук, автором более 30 изобретений и без пяти минут профессором Михаилом Загретдиновичем Абдулиным.

Когда-то давно в одном из первых интервью его с коллегами журналист назвал «огнеборцами». Сегодня Михаил Загретдинович об этом вспоминает со смехом и говорит, что он с огнем не борется, а делает его своим другом и союзником. Уже много лет он руководит научной группой КПИ ТЭФ-08 «Физика процессов горения и повышения энергоэкологической эффективности энергетических объектов и систем». Под его руководством в КПИ разработана универсальная струйно-нишевая технология (СНТ) сжигания углеводородного топлива, которая может снизить количество сжигаемого топлива до 50%, что позволяет не только ощутимо экономить энергоресурсы, улучшить экологические характеристики производства, но также обеспечить надежность, сохранив качество продукции и, обеспечив социальный эффект. Технология подходит для различных объектов, связанных с процессами горения: котлов, печей, сушилок, камер сгорания газотурбинных двигателей и т.п. Уже не один год технология успешно применяется в разных регионах Украины и зарубежья, как на больших промышленных предприятиях, так и в маленьких котельных. К технологии проявляют интерес производственники разных стран Европы и Азии, с которыми М. З. Абдулин активно сотрудничает.

— Михаил Загретдинович, что подразумевается под «социальным эффектом», который значится среди преимуществ вашей струйно-нишевой технологии?

— Простой пример. Много лет назад мы в Донецкой области модернизировали промышленные и отопительные котельни. Когда общались с руководством области, нам сказали: после модернизации на 30% сократилось количество неоплаченных платежей за отопление. Все потому, что значительно улучшилось качество работы котелен. Это – социальный эффект.

— Звучит здорово! Как вы пришли к созданию такой технологии?

— Несмотря на то, что горение – один из самых древних из известных нам технологических процессов, оно до сих пор остается нами до конца непознанным. Мне выпала честь общаться с Яковом Борисовичем Зельдовичем – физиком и физикохимиком, академиком АН СССР, трижды героем Соцтруда и с единственным советским лауреатом Нобелевской премии по химии Николаем Николаевичем Семёновым. Уже в преклонном возрасте они пришли к выводам, что им легче было создать водородную бомбу, чем эффективную технологию сжигания. Поскольку горения – это совокупность аэротермических процессов и ведущим является процесс аэродинамики, Академик Зельдович решил углубиться в изучение турбулентности в космосе. Вы знаете, что галактики имеют спиралевидную форму – это, грубо говоря, совокупность «застывших» турбулентных завихрений. Как сказал Зельдович, необходимо создать теорию турбулентности, затем изучить химическую кинетику, процессы теплопередачи и только тогда можно будет создать эффективное горелочное устройство. Яков Борисович сказал: «Я ухожу в космос!», и приступил к изучению турбулентного течения в космосе. Я подождал какое-то время и, не дождавшись его результатов, самостоятельно занялся проблематикой и углубился в изучение аэротермохимии.

Наши успехи в создании технологии обусловлены тем, что у нас в КПИ была лучшая в Европе лаборатория, там было множество экспериментальных стендов. Имелись все условия для проведения фундаментальных исследований аэродинамики, химической кинетики и теплопередачи. Стенды были оснащены современными приборами, постоянно совершенствовалась методика исследования, а для изучения зарубежных образцов горелочных устройств, спецслужбы свозили их нам со всего мира. Мы заимствовали технологии у американцев, а они – у нас. Поэтому многие изобретения похожи, посмотрите на тот же американский «Шаттл» и наш «Буран» — едва найдете отличия. Мы могли исследовать едва ли не все горелочные устройства, которые существуют в мире. Так мы оказались перед вопросом: что делать? Горелочных устройств огромное множество, но ни одно из них не обеспечивало в совокупности все необходимые качества. Например, при высокой экономичности горения, наблюдались ухудшения экологической безопасности и т.д.. Это был настоящий вызов, который мы приняли. И нам удалось создать универсальную технологию, которая может применяться в любом огнетехническом объекте: и в камерах сгорания, и на металлургических заводах, и в хлебопекарнях и т.п. Везде и всюду, где есть процесс горения – она работает. И это притом, что мы и до сих пор досконально не все понимаем в процессе организации сжигания топлива.

Что же мы сделали? Во-первых, определили: из аэродинамики, химической кинетики и теплопередачи самое важное – аэродинамические процессы (как развиваются струи и от чего зависит структура течение). Во-вторых — поставили множество экспериментов по изучению процессов формирования струй и вихревых структур, процессов смесеобразования. Замечу: мы исследовали очень узкий спектр всех возможных вариаций в природе, но это заняло годы и годы подробных экспериментальных исследований. Например, струи газа диаметром 1-10 мм сдувались сносящим потоком воздуха, и мы изучали: как меняется струя, как она поворачивается, какие образуются завихрения, какое происходит смесеобразование. На основе выявленных фундаментальных закономерностей, полученных в ходе этих экспериментов, мы и создали нашу технологию.

— На каких предприятиях сегодня внедрена ваша технология?

— Практически на всех крупных предприятиях Украины. Первый наш проект — термокамера для Львовской фирмы по окраске автомобилей. На финальном этапе этого процесса автомобиль нужно выдержать в специальной термокамере, где температура должна поддерживаться очень точно на отметке 60 градусов. Одни из самых крупных работ – зерносушки – это устройства размером в 10-этажные дома. Если зерно сушить при температуре выше 105 градусов, оно не прорастет на следующий год, а если меньше, чем 102 градуса, то в зерне остается влага и урожай может пропасть.

Дальше — сахарные заводы. К слову, именно благодаря сахарной промышленности в Украине в позапрошлом веке начала развиваться энергетика. Вот представьте, для производства нужно буряк перемолоть, а затем пропарить – для этого требуется пар из котла. Жмых от буряка необходимо просушить, иначе он пропадет – нужна печка. Заводы, как правило, располагаются на городских окраинах, далеко за городом или в селах. Электричество туда не проводили, ставили паровую турбину, которая и вырабатывала электроэнергию. Турбина, котел, печка – все это сложнейшее энергетическое оборудование. Поэтому, «сахарники» (такие, как Артемий Терещенко или Бродские, чье дело продолжили сыновья), буквально «двинули» энергетику нашей страны. В том числе, благодаря им был основан КПИ — они участвовали в собрании необходимого капитала для создания технического заведения, потому что у них был спрос на инженеров. На котлах и жомосушках сахарных заводов, где есть процесс горения, наша команда также внедрила разработанную нами технологию.

На металлургических, хлебобулочных и других предприятиях установлена наша СНТ. Также проводили модернизацию Одесской ТЭЦ, за которую никто не брался в виду сжатых сроков. Вот недавно для крупной австрийской компании HAAS, которая делает кексовые листы едва ли не для всех известных вам шоколадных батончиков, мы проводили исследования по повышению эффективности работы для кондитерских печей в их научно-исследовательском центре в Копенгагене, Дания.

Выражу не только свое мнение: сегодня центральная проблема – это эффективное использование органического топлива, а вовсе не зеленая энергетика.

— Какова была реакция, когда впервые презентовали вашу технологию за рубежом?

— Отмечу, что фундаментальная наука у нас не слабее. Это я вынес из общения со многими коллегами из Австрии, Словакии, Дании, Казахстана, Польши, Китая и т.д., для которых читал лекции и презентовал нашу технологию.

Я сейчас перестал публиковаться в скопусовских журналах. Зачем? Чтобы потом использовали наши наработки? По сути, что такое Scopus? Выкачка из нас данных. Наблюдаю тенденцию: получили ученые малюсенький результат, а в статье все «размазывают». А зачем это надо? Я же нацелен на результат. Мы с коллегами постоянно решаем практические задачи но, безусловно, на основе серьезных исследований. Помню, в 2005 году в Севастополе была тупиковая газовая ветка – зимой падало давление, котельные останавливались и город замерзал. Нам предложили решить вопрос — и мы решили. Сейчас остро стоит вопрос: снизить эмиссию выбросов оксидов азота (NOх) – ядовитого газа, который интенсивно выделяется при горении свыше 1000 градусов. Во всем мире это большая проблема, а мы благодаря нашей технологии с ней справляемся.

Вот, например, на «Азовстали» мы создали стенд для исследования эффективного сжигания доменного газа. Этот газ практически никто не умеет сжигать эффективно. Он образуется в доменной печи и очень ядовит. В нем более 25% угарного газа СО. Для сравнения – из выхлопной трубы автомобиля выделяется порядка 0,2% СО. Мы за два года провели подробные научные экспериментальные исследования, благодаря которым теперь знаем, как эффективно сжигать доменный газ. А во всем мире это остается проблемой. Как и сжигание генераторного газа, который образуется из различных отходов. Сегодня мы знаем, как свалку превратить в газ, его сжечь, получить энергию и оставить минимальные загрязнения окружающей среды.

Сегодня возможность внедрения новых технологий и уровень их конкурентоспособности определяет значимость научного результата.

— Каков самый крупный и масштабный проект был в вашей практике?

— Ну, как вам сказать, было много масштабных проектов. Например, уже упомянутая мной модернизация Одесской ТЭЦ — никто не брался сделать ее за месяц. Даже специалисты из крупной компании UTEM европейского уровня, которая еще со времен СССР работала с нашими предприятиями, не взялись за это, и в итоге пошли к нам в субподряд.

Работали с мартеновскими печами на «Запорожстали», где только один свод мартена стоит 1,5 миллиона евро. Когда все установили и запустили, производственники очень удивились тому, что пламя бесцветное, и стали возмущаться: мол, «технология ваша не работает». Пока возмущались, полутораметровый слой металла уже расплавился. Они спрашивали: как это? Все в соответствии с законом Стефана-Больцмана: излучение факела пропорционально четвертой степени его температуры. Недавно обратились к нам из Казахстана, попросили сделать большой подогреватель для нефти, чтобы увеличить ее текучесть. Мы сделали. Много разных проектов. А бывает, что проект сам по себе и не большой, но очень интересный.

Те же реализованные проекты для сахарных заводов и создание зерносушек — все это очень интересные задачи, которые связаны с расчетами и пониманием сложных технологических процессов. А благодаря тому, что мы проводили много испытаний в Мариуполе на «Азовстали», сегодня можем делать очень точные расчеты горелочных устройств для различных топлив.

Михаил Абдулин на предприятии «Азовсталь»

— Вы были на многих производствах в других странах, как бы охарактеризовали уровень украинского производства в сравнении с другими?

— У нас достаточно необходимых высокоэффективных технологий и надо осторожно привлекать иностранные нововведения. Считаю, что нам не нужны никакие иностранные технологии. Я — сторонник использования наших, отечественных технологий. Все достижения, в том числе научные и технические, исходят из внутренней ментальности. Поэтому для нас использование иностранных технологий можно сказать, не естественно. Но, безусловно, нам есть чему у них поучиться, как писал Шевченко: «І чужому научайтесь, і свого не цурайтесь». Надо у них учиться, во-первых – аккуратности и обязательности. Не пренебрегать экологическими проблемами, учиться грамотно использовать ресурсы, в том числе пространство. Правильно кто-то из философов сказал, что мы — нация развращенная пространством и ресурсами. Но, все рано или поздно заканчивается, поэтому уже сегодня надо относиться серьезно к экологическим проблемам.

Вот в Вене, например, в самом центре стоит мусороперерабатывающий завод — и везде чистота. А ведь ничего особенного в этом нет. Там просто установлены дорогие очистные сооружения. Вот и нам нужно при постройке завода, не «распиливать» деньги, заложенные на очистные сооружения, а не скупиться на самые лучшие. Надо просто соблюдать правила. Помните, как в той английской байке: «Как Вы делаете газон таким идеальным? — Все очень просто, — ответил английский садовник. — Нужно регулярно стричь траву и поливать, стричь и поливать… И где-то через 200 лет вы получите идеальный газон».

Необходимые технологии нам известны. Надо только их неукоснительно выполнять. А мы к этому относимся халатно.

— А где об этих технологиях можно более подробно узнать?

 — Вот, например, по результатам научных конференций «Тепловая энергетика: шляхи реновації та розвитку», «Проблеми екології та експлуатації об’єктів енергетики» у нас каждый год выходят материалы, в которых освещены все эти вопросы по всем аспектам: энергетики, безопасности, экологии и т.д.Все необходимые технологии есть, только мы их не используем. Нас пока по голове хорошенечко не стукнут, ничего не изменится. Вот и все отличия.

Знаете, я вхожу в многочисленные экспертные советы. О чем всегда говорю и какой позиции являюсь сторонником – это модернизация производства на основе высокоэффективных отечественных технологий. У нас есть много старого, очень хорошего и надежного советского оборудования. Существуют отечественные технологий, которые позволят эффективно модернизировать все оборудование. Озвучу некоторые из них.

Первое – это поставить автоматику, чтобы автоматизировать работу. Второе – поставить утилизаторы тепла. Например, от печи исходит тепло (300-500 градусов) и нагревает атмосферу — это тепловое загрязнение. Чтобы этого не было, мы ставим теплообменник, чтобы снизить температуру этих продуктов сгорания. Будем нагревать воду или воздух, которые затем можно использовать.

Третье, это частотный преобразователь. Например, есть вентилятор, который подает воздух на горелку котла или насос для подачи воды. Если надо уменьшить поток воздуха или воды, вы ставите вентиль и получаете большие энергетические дроссельные потери. Это называется «дроссельное регулирование». На нем во всем мире теряется огромное количество электроэнергии. Частотные преобразователи позволяют изменить количество оборотов электродвигателя и регулировать подачу воды ил воздуха, и при этом в разы могут уменьшить расход электроэнергии на привод. Они сравнительно недавно получили широкое распространение. Наиболее распространенные трехфазные двигатели не могут менять частоту, потому что это самые простые дешевые и надежные двигатели. Двигатель постоянного тока может менять частоту, но он очень дорого стоит и прихотлив, поэтому большинство двигателей — на переменном токе.

Следующая технология, которая позволит эффективно провести модернизацию – корректировка структуры течения. При поворотах потока, например в трубопроводах газа или жидкости, образуются вихревые структуры. Они являются потребителями энергии – создают сопротивление, вызывают нежелательные пульсации давления в объекте. Есть способы корректировки структуры течения, которые не дают образовываться вихревым структурам и, таким образом, уменьшают сопротивление, выравнивают поле скоростей и снижают расход электроэнергии на привод тягодутьевых средств и насосы.

И наша универсальная технология сжигания, по эффективности которой равных аналогов в мире нет.

Вот с помощью таких технологий мы сможем модернизировать большинство нашего энергетического оборудования. И ничего ни у кого не надо покупать. У нас все есть.

Если вы покупаете, например, крупный энергетический новый котел, это обойдется, например в 100 миллионов долларов, а модернизацию можно провести за 10-20 миллионов, и эффективность, и надежность будет выше. Потому что сейчас зачастую производят так, чтобы через какое-то время потребовалось обновлять детали или покупать новое. Ведь это все деньги. Простой пример, вот у меня есть китайская рубашка, которой уже около 70 лет, ее еще мой тесть носил, и выглядит она прекрасно, даже пуговицы на ней родные. Сегодня таких уже не производят, чтобы люди постоянно покупали новое. А ведь это марнотратство, неразумный расход ресурсов, что создает экологическую нагрузку на окружающую среду. И такая тенденция создает жуткую ситуацию – сегодня мы погрязли в экологических и энергетических проблемах. Надо грамотно и целесообразно потреблять: ограничить приобретение ненужных товаров. Например, у нас есть наше старое советское оборудование, его модернизация посредством озвученных мной технологий — самое эффективное решение. Но, многие сегодня находятся под влиянием зарубежных нарративов, и простых эффективных решений не видят. А это не приносит нам счастья, ни физического, ни морального.

— Год назад у нас было опубликовано интервью с доктором технических наук Виктором Егоровым, который основал лабораторию робототехники в ОНТУ и является сооснователем ряда инженерных компаний. Главная идея, которую он озвучил, в том, что сегодня ученый должен заниматься бизнесом. По его мнению, это решит многие проблемы в высшем образовании (технических специальностей) и будет способствовать развитию науки и техники. Это уберет коррупционную составляющую, так как преподаватель, который финансово независим, будет, прежде всего, заинтересован в том, чтобы студенты получили знания, так как ему тоже нужны грамотные кадры на предприятии. Соответственно, это также в какой-то степени решает вопрос о трудоустройстве студентов после получения образования, которое будет больше связано с практикой. Студенты, которые будут видеть, что их преподаватель способен достойно зарабатывать с помощью своих знаний, будут охотнее учиться. Что, в свою очередь разрушит тот стереотип, что быть ученым – значит мало зарабатывать и жить «от зарплаты до зарплаты». Что вы думаете об этом?

— Я так и делаю. Больше скажу, у нас в положении исследовательского института в КПИ прописано, что преподаватель должен быть «центром» научной работы, к которой активно привлекать студентов. Но, это могут делать далеко не многие. Это очень трудно, требует больших физических и моральных затрат, а еще – везения. Надо, чтобы государство этому содействовало и поддерживало ученых. У нас на факультете около 2000 студентов, и примерно 200 преподавателей. Думаете, у нас многие преподаватели имеют хоть какое-то представление о том, как заниматься бизнесом?

Когда мы начинали — примерно 25 лет назад, и выходили на рынок, — думали, что столкнемся с преимуществами конкуренции. Побеждает умнейший и сильнейший, как говориться. Как бы не так: зачастую побеждает тот, у кого есть деньги, связи и власть. Так могу сказать о своём секторе. У меня и моей команды, сегодня очень высокий авторитет. На нашем счету более 2-х тысяч успешно выполненных достаточно непростых проектов. Мы даже недавно делали экспертную оценку, и определи, что благодаря нашей работе нам удалось сэкономить несколько миллиардов кубометров природного газа — это примерная цифра. И это только газ, мы даже не считали сколько удалось сэкономить электроэнергии и других ресурсов. И то, каждый раз у нас возникают препятствия, потому что зачастую смотрят, прежде всего, не на эффективность, а на личную выгоду.

Поэтому преподаватель, который занимается бизнесом, это редчайший случай. Хотя все пишут, что так должно быть, и вы правильно описали все преимущества. Мои сотрудники до сих пор не понимают, почему я разрываюсь между бизнесом и Институтом. Мне это нравится, и мне интересно. К тому же, если не я, то кто? У нас не так много преподавателей, которые имеют реальный практический опыт в том предмете, что преподают. Недавно разговаривал с молодым человеком, который получил специальность котельщика. Спрашиваю: «Саша, а ты котел хоть видел?» Он говорит: «нет». Котельщик, который за время обучения в институте даже котла ни разу не увидел – это нонсенс!

Поэтому, конечно, важно, чтобы ученый занимался бизнесом и имел практику. Если бы у меня не было фирмы, у меня было бы значительно меньше возможностей сделать что-то полезное для нашего государства и для студентов. Вот недавно читал открытую лекцию, так там люди не хотели расходиться, потому что я рассказывал о практических вещах, которые мало от кого они могут узнать. Но, кто создаст условия, чтобы люди могли заниматься бизнесом?

Вот работали мы в Мариуполе на «Азовстали», рассказали, как они смогут на 40% добиться экономии газа, и сэкономить десятки миллионов евро. И я тогда прямо спросил: почему мы к вам напрашиваемся, а не вы нас ищете и просите уменьшить себестоимость отечественного металла? Мне ответили, что себестоимость нашего металла сейчас ниже, чем у китайцев. Ну, действительно, газ для предприятий по цене ниже, чем для населения, а в бюджет, зачастую, не закладываются экологические аспекты; социальными пакетами для сотрудников нередко пренебрегают, как и санитарными нормами и т.д. Поэтому у нас и уезжают многие. Но не подумайте, что я жалуюсь. Это наша жизнь, и она такова.

— Михаил Зегретдинович, что для вас наука? И какое место она занимает в вашей жизни?

— Наука — это познание мира. И я без ума от науки! Без любознательности жизнь очень скучна. Наука позволяет мне жить интересно, и наполнено. Я пришел в науку достаточно поздно, примерно к 32-м годам. Хотя еще в школе, как помню в 8-м классе, написал в сочинении, что хочу стать физиком, и что «физик – это не белые халаты».

— А почему поздно пришли в науку?

— Мама у меня была, знаете, такой пуританкой, постоянно меня оберегала. Я рос очень эмоциональным и мало о чем знал. Поступал в университет на физический факультет, и не поступил. Пошел в армию, служил в пехоте снайпером. Затем поступил в КПИ, закончил, и очень хотел остаться в Ленинграде на турбинном Невском заводе, куда попал на практику. Но партия сказала, что надо возглавить стройотряды. И я отправился командовать тысячей студентов, тысячей «условно освобожденных» и «трудновоспитуемых подростков». А в то время там были большие проблемы и финансовые нарушения в особо крупных размерах в стройотрядах. Проверял все 60 стройотрядов КПИ на стройках в пяти странах, в СССР и соцлагере. Помню, меня послали в Тувинскую республику, там заробитчане забрали у студентов работу, забрали деньги. Я приехал, разобрался и все проблемы решил. Словом, я себя хорошо проявил в общественной работе, и меня начали звать в руководящие органы. В Тувинской республике предложили строить политическую карьеру, сказали: за 9 месяцев заканчиваешь школу Кабинета Министров и идешь к нам зампредом правительства Тувы. В общем, я всех выслушал и сказал, что у меня уже почти готова диссертация (а у меня тогда ее не только не было, но даже договоренностей ни с кем еще не имелось). И вскоре после этих разговоров я оказался в лаборатории КПИ в черном (!) халате – как по своему предсказанию сочинения в 8-м классе. Там я с головой погрузился в эксперименты.  Вскоре и диссертацию защитил. Потом началась перестройка, наука не финансировалась, все разбежались из лаборатории, ушли в бизнес, и я остался один с зарплатой в 12 долларов. Очень много работал, потому что мне было это невероятно интересно. Затем кто-то вернулся в лабораторию, еще новых ребят мы набрали из студентов, и вскоре основали фирму «СНТ», запатентовали наши исследования и стали внедрять их на предприятиях Украины, а затем и в других странах.

Надо заниматься тем, что интересно. Надо жить с интересом. Наука – это не только очень хорошее и нужное дело для общества, но и для самого человека. Потому что человек счастлив только тогда, когда он может себя реализовать, наука дает ему такую возможность. А если еще науку с бизнесом совмещать, то это вдвойне усиливает личную реализацию и наполняет жизнь интересными встречами, событиями и проектами.

_____________________________________________________

📩Прислать статью [email protected]
📩Написать редактору [email protected]

✒️Читайте нас на Яндекс Дзен
📩У нас есть страница на Facebook и Вконтакте
📩Журнал «Гранит Науки» в Тeletype