Parni stroj vs Parna turbina
Iako parni stroj i parna turbina koriste veliku latentnu toplinu isparavanja pare za napajanje, glavna razlika je maksimalna okretaja u minuti energetskih ciklusa koji bi obje mogle pružiti. Postoji ograničenje broja ciklusa u minuti koji bi mogao imati klipni klip na parni pogon, svojstven njegovom dizajnu.
Parni strojevi u lokomotivama obično imaju dvostruko djelujuće klipove koji rade naizmjenično s parom nakupljenom na obje strane. Klip je poduprt klipnjačom povezanom s poprečnom glavom. Poprečna glava je dalje spojena na upravljačku šipku ventila. Ventili su za dovod pare, kao i za odvođenje iskorištene pare. Snaga motora generirana klipnim klipom pretvara se u rotacijsko gibanje i prenosi na pogonske šipke i spojnice koje pokreću kotače.
U turbinama postoje izvedbe lopatica s čelikima koje omogućuju rotacijsko kretanje s protokom pare. Moguće je identificirati tri glavna tehnološka napretka koja čine parne turbine učinkovitijima za parne strojeve. Oni su smjer protoka pare, svojstva čelika koji se koristi za proizvodnju turbinskih lopatica i način proizvodnje "nadkritične pare".
Suvremena tehnologija koja se koristi za smjer i protok protoka pare sofisticiranija je u odnosu na staru tehnologiju perifernog protoka. Uvođenje izravnog udara pare lopaticama pod kutom koji stvara malo ili gotovo nikakvu otpornost na leđa daje maksimalnu energiju pare rotacijskom kretanju lopatica turbine.
Nadkritična para nastaje pritiskom na normalnu paru tako da se molekule vode pare prisiljavaju do te mjere da ponovno postaje više poput tekućine, zadržavajući svojstva plina; ovo ima izvrsnu energetsku učinkovitost u usporedbi s uobičajenom vrućom parom.
Ova dva tehnološka napretka ostvarena su upotrebom visokokvalitetnih čelika za proizvodnju lopatica. Dakle, bilo je moguće pokretati turbine velikom brzinom, izdržavajući visoki tlak nadkritične pare za istu količinu energije kao i tradicionalna snaga pare, bez lomljenja ili čak oštećenja lopatica.
Mane turbina su: mali omjeri smanjenja, što je pogoršanje performansi smanjenjem tlaka pare ili brzine protoka, sporo pokretanje, što je izbjegavanje toplotnih udara u tankim čeličnim lopaticama, veliki kapitalni troškovi i visoki kapitalni troškovi kvaliteta pare zahtjevna obrada napojne vode.
Glavni nedostatak parnog stroja je ograničenje brzine i mala učinkovitost. Uobičajena učinkovitost parnog stroja je oko 10 - 15%, a najnoviji motori mogu raditi s mnogo većom učinkovitošću, oko 35% uvođenjem kompaktnih generatora pare i održavanjem motora u stanju bez ulja, čime se povećava vijek trajanja tekućine.
Za male sustave, parni stroj je poželjniji od parnih turbina, jer učinkovitost turbina ovisi o kvaliteti pare i velikoj brzini. Ispuh parnih turbina ima vrlo visoku temperaturu, a time i nisku toplinsku učinkovitost.
Uz visoku cijenu goriva koje se koristi za motore s unutarnjim izgaranjem, trenutno je vidljivo ponovno rođenje parnih strojeva. Parni motori vrlo su dobri u prikupljanju otpadne energije iz mnogih izvora, uključujući ispuh parnih turbina. Otpadna toplina parne turbine koristi se u elektranama s kombiniranim ciklusom. Dalje omogućuje ispuštanje otpadne pare kao ispuha na mnogo niskim temperaturama.
