Rozdíl mezi parním motorem a parní turbínou

Parní stroj vs Parní turbína

Zatímco parní stroj a parní turbína využívají velké latentní teplo odpařování páry pro výkon, hlavním rozdílem je maximální otáčka za minutu z energetických cyklů, které by oba mohly poskytnout. Je zde limit pro počet cyklů za minutu, který by mohl poskytnout pístem poháněný píst, který je vlastní jeho konstrukci.

Parní motory v lokomotivách mají obvykle dvojčinné písty běžící s párou akumulovanou na obou stranách. Píst je nesen pístní tyčí spojenou s příčnou hlavou. Příčná hlava je dále připojena k řídicí tyči ventilu pomocí táhla. Ventily slouží jak pro přívod páry, tak i pro odsávání použité páry. Výkon motoru generovaný vratným pístem je převeden na rotační pohyb a převeden na hnací tyče a spojovací tyče, které pohánějí kola.

V turbínách existují konstrukce lopatek s ocelemi, které umožňují rotační pohyb s proudem páry. Je možné identifikovat tři hlavní technologické pokroky, díky nimž jsou parní turbíny účinnější pro parní motory. Jsou to směr toku páry, vlastnosti oceli, která se používá k výrobě lopatek turbíny, a způsob výroby „superkritické páry“.

Moderní technologie používaná pro směr a tok toku páry je sofistikovanější ve srovnání se starou technologií periferního toku. Zavedení přímého zásahu páry lopatkami v úhlu, který vytváří malý nebo téměř žádný odpor vůči zádům, dává maximální energii páry rotačnímu pohybu lopatek turbíny..

Nadkritická pára je produkována natlakováním normální páry tak, že molekuly vody páry jsou nuceny do bodu, kdy se znovu stává spíše kapalinou, přičemž si zachovávají vlastnosti plynu; to má vynikající energetickou účinnost ve srovnání s normální horkou parou.

Tyto dva technologické pokroky byly realizovány použitím vysoce kvalitních ocelí pro výrobu lopatek. Bylo tedy možné provozovat turbíny při mnohem vysokých rychlostech, které vydržely vysoký tlak nadkritické páry na stejné množství energie jako tradiční pára, aniž by se rozbily nebo dokonce poškodily lopatky.

Nevýhodou turbín jsou: malé poměry odbočení, které jsou snížením výkonu se snížením tlaku páry nebo průtoku, pomalé doby rozběhu, což má zabránit tepelným šokům v tenkých ocelových lopatkách, vysoké investiční náklady a vysoké kvalita úpravy napájecí vody náročné na páru.

Hlavní nevýhodou parního stroje je omezení rychlosti a nízká účinnost. Normální účinnost parního stroje je kolem 10 - 15% a nejnovější motory jsou schopné pracovat s mnohem vyšší účinností, okolo 35% se zavedením kompaktních parních generátorů a udržováním motoru v bezolejovém stavu, čímž se zvyšuje životnost kapalin.

U malých systémů je parní stroj výhodnější než parní turbíny, protože účinnost turbín závisí na kvalitě páry a vysoké rychlosti. Výfuk parních turbín má velmi vysokou teplotu a tedy i nízkou tepelnou účinnost.

S vysokými náklady na palivo používané pro motory s vnitřním spalováním je v současnosti vidět znovuzrození parních strojů. Parní motory jsou velmi dobré v zachycování odpadní energie z mnoha zdrojů včetně výfuků parních turbín. Odpadní teplo z parní turbíny se používá v elektrárnách s kombinovaným cyklem. Dále umožňuje vypouštění odpadní páry jako výfuk při mnohem nízkých teplotách.