Motor cu abur vs turbină cu abur
În timp ce, motorul cu abur și turbina cu abur utilizează căldura mare latentă de vaporizare a aburului pentru putere, principala diferență este revoluția maximă pe minut a ciclurilor de alimentare pe care ambele le-ar putea oferi. Există o limită pentru numărul de cicluri pe minut care ar putea asigura un piston alternativ acționat cu abur, inerent designului său.
Motoarele cu abur din locomotive, au în mod normal pistoane cu dublă acțiune care funcționează cu abur acumulat pe ambele fețe alternativ. Pistonul este susținut cu tija de piston conectată cu un cap în cruce. Capul transversal este atașat în continuare la tija de control al supapei printr-o legătură. Vanele sunt pentru alimentarea cu abur, precum si pentru evacuarea aburului folosit. Puterea motorului generată cu pistonul alternativ este convertită într-o mișcare de rotație și transferată tijelor de antrenare și tijelor de cuplare care antrenează roțile.
În turbine, există modele de palete cu oțel pentru a oferi o mișcare de rotație cu fluxul de abur. Este posibil să identificăm trei progrese tehnologice majore, care fac turbinele cu abur mai eficiente pentru motoarele cu abur. Acestea sunt direcția fluxului de abur, proprietățile oțelului care este utilizat pentru fabricarea paletelor turbinei și metoda de producere a „aburului supercritic”.
Tehnologia modernă utilizată pentru direcția fluxului de abur și modelul de curgere este mai sofisticată în comparație cu vechea tehnologie a fluxului periferic. Introducerea lovirii directe a aburului cu palete la un unghi care produce puțin sau aproape deloc rezistent la spate oferă energie maximă a aburului mișcării de rotație a palelor turbinei.
Aburul supercritic este produs prin presurizarea aburului normal astfel încât moleculele de apă ale aburului sunt forțate până la un punct încât să redevină mai mult ca un lichid, păstrând în același timp proprietățile gazului; aceasta are o eficiență energetică excelentă în comparație cu aburul fierbinte normal.
Aceste două progrese tehnologice au fost realizate prin utilizarea oțelurilor de în altă calitate pentru fabricarea paletelor. Așadar, a fost posibilă funcționarea turbinelor la viteze mult mai mari, rezistând la presiunea mare a aburului supercritic pentru aceeași cantitate de energie ca și puterea tradițională a aburului, fără a rupe sau chiar a deteriora palele.
Dezavantajele turbinelor sunt: rapoarte mici de turndown, care sunt degradarea performanțelor cu reducerea presiunii sau a debitului aburului, timpi de pornire lenți, care sunt pentru a evita șocurile termice în palete subțiri de oțel, capital mare costul și calitatea în altă a tratării apei de alimentare care necesită abur.
Principalul dezavantaj al motorului cu abur este limitarea vitezei și randamentul scăzut. Eficiența normală a motoarelor cu abur este de aproximativ 10 – 15 %, iar cele mai noi motoare sunt capabile să funcționeze la o eficiență mult mai mare, în jur de 35%, odată cu introducerea generatoarelor de abur compacte și prin menținerea motorului într-o stare fără ulei, crescând astfel durata de viață a fluidului.
Pentru sistemele mici, motorul cu abur este preferat turbinelor cu abur, deoarece randamentul turbinelor depinde de calitatea aburului și de viteza mare. Evacuarea turbinelor cu abur este la o temperatură foarte ridicată și, prin urmare, și eficiență termică scăzută.
Cu costul ridicat al combustibilului folosit pentru motoarele cu ardere internă, renașterea motoarelor cu abur este vizibilă în prezent. Motoarele cu abur sunt foarte bune în recaptarea energiei reziduale din multe surse, inclusiv evacuarea turbinelor cu abur. Căldura reziduală de la turbina cu abur este utilizată în centralele electrice cu ciclu combinat. În plus, permite evacuarea aburului rezidual ca evacuare la temperaturi mult scăzute.
