Різниця між паровим двигуном і паровою турбіною

Паровий двигун проти парової турбіни

Хоча паровий двигун і парова турбіна використовують велику приховану теплоту випаровування пари для потужності, головна відмінність - це максимальний оберт в хвилину циклів потужності, які можуть забезпечити обидва. Існує обмеження кількості циклів в хвилину, яке може забезпечити поршневий поршневий поршень, притаманний його конструкції.

Парові двигуни в локомотивах, як правило, мають поршні подвійної дії, що працюють з парою, накопиченою на обох гранях. Поршень підтримується штоком поршня, з'єднаним з поперечною головкою. Поперечна головка додатково кріпиться до штока клапана за допомогою шарніра. Клапани призначені для подачі пари, а також для відводу використовуваної пари. Потужність двигуна, що генерується поршневим поршнем, перетворюється на обертальний рух і передається на приводні стержні та зчіпні штоки, що приводять у рух колеса.

У турбінах існують конструкції лопатей зі сталі, які надають обертовий рух з потоком пари. Можна виділити три основні технологічні досягнення, які роблять парові турбіни більш ефективними для парових двигунів. Вони - напрямок потоку пари, властивості сталі, яка використовується для виготовлення лопаток турбіни, і спосіб отримання "надкритичного пари".

Сучасна технологія, що використовується для напрямку руху пари та схеми потоку, є більш досконалою порівняно зі старою технологією периферійного потоку. Введення прямого попадання пари лопатями під кутом, який створює мало- або майже відсутність спини, дає максимум енергії пари для обертового руху лопатей турбіни.

Надкритичний пар утворюється шляхом тиску нормальної пари таким чином, що молекули води пари змушені до того, що він знову стає схожим на рідину, зберігаючи газові властивості; це має чудову енергоефективність порівняно зі звичайною гарячою парою.

Ці два технологічні досягнення були реалізовані завдяки використанню високоякісних сталей для виготовлення лопатей. Отже, можна було запускати турбіни на дуже високих швидкостях, витримуючи високий тиск надкритичної пари за таку ж кількість енергії, що і традиційна потужність пари, не порушуючи і навіть не пошкоджуючи лопаті..

Недоліками турбін є: малі коефіцієнти обертання, які є погіршенням роботи при зниженні тиску пари або швидкості потоку, повільний час пуску, що дозволяє уникнути термічних ударів тонкими сталевими лопатями, великі капітальні витрати та високі якість пари, що вимагає очищення живильної води.

Основним недоліком парового двигуна є його обмеження швидкості та низький ККД. Нормальний ККД парових двигунів становить близько 10 - 15%, а новітні двигуни здатні працювати при набагато більшому ККД, близько 35% при впровадженні компактних парогенераторів і, таким чином, утримуючи двигун в безмасляному стані, збільшуючи термін служби рідини.

Для невеликих систем паровий двигун віддають перевагу паровим турбінам, оскільки ефективність турбін залежить від якості пари та високої швидкості. Вихлоп парових турбін знаходиться при дуже високій температурі, а отже, і низькій тепловій ефективності.

З високою вартістю палива, що використовується для двигунів внутрішнього згоряння, відродження парових двигунів видно в даний час. Парові двигуни дуже добре відбирають відпрацьовану енергію з багатьох джерел, включаючи вихлопи парових турбін. Відходи тепла від парової турбіни використовуються на електростанціях комбінованого циклу. Це також дозволяє скидати парну відходи як відпрацьовану за низьких температур.