Разница между паровым двигателем и паровой турбиной

Паровой двигатель против паровой турбины

В то время как паровая машина и паровая турбина используют большую скрытую теплоту испарения пара для мощности, основным отличием является максимальный оборот в минуту энергетических циклов, которые могут обеспечить оба. Существует ограничение на количество циклов в минуту, которое может обеспечить поршневой поршневой поршень, свойственное его конструкции..

Паровые двигатели в локомотивах, как правило, имеют поршни двойного действия, работающие поочередно с накоплением пара на обеих сторонах. Поршень поддерживается штоком поршня, соединенным поперечной головкой. Поперечная головка дополнительно прикреплена к стержню управления клапаном с помощью рычага. Клапаны предназначены для подачи пара, а также для отвода использованного пара. Мощность двигателя, генерируемая поршневым поршнем, преобразуется во вращательное движение и передается на приводные тяги и соединительные тяги, которые приводят в движение колеса..

В турбинах имеются конструкции лопастей со сталями, обеспечивающие вращательное движение с потоком пара. Можно выделить три основных технологических достижения, которые делают паровые турбины более эффективными для паровых двигателей. Это направление потока пара, свойства стали, используемой для изготовления лопаток турбины, и способ получения «сверхкритического пара».

Современная технология, используемая для направления потока пара и структуры потока, является более сложной по сравнению со старой технологией периферийного потока. Введение прямого удара пара с лопастями под углом, который создает небольшое или почти полное обратное сопротивление, дает максимальную энергию пара вращательному движению лопастей турбины..

Сверхкритический пар получают путем создания давления обычного пара таким образом, что молекулы воды пара нагнетаются до такой степени, что он снова становится более похожим на жидкость, сохраняя при этом свойства газа; это имеет отличную энергоэффективность по сравнению с обычным горячим паром.

Эти два технологических достижения были реализованы благодаря использованию высококачественных сталей для изготовления лопаток. Таким образом, стало возможным запускать турбины на очень высоких скоростях, выдерживая высокое давление сверхкритического пара при том же количестве энергии, что и традиционная мощность пара, не ломая и даже не повреждая лопастей..

Недостатками турбин являются: малые коэффициенты регулировки, которые приводят к снижению производительности при уменьшении давления пара или скорости потока, медленное время запуска, что позволяет избежать тепловых ударов в тонких стальных лопатках, большие капитальные затраты и высокие качество пара, требующее очистки питательной воды.

Основным недостатком парового двигателя является его ограничение скорости и низкий КПД. Обычный КПД парового двигателя составляет около 10–15%, а новейшие двигатели способны работать с гораздо более высоким КПД, около 35% благодаря внедрению компактных парогенераторов и поддержанию двигателя в безмасляном состоянии, что увеличивает срок службы жидкости..

Для небольших систем паровой двигатель предпочтительнее паровых турбин, поскольку КПД турбин зависит от качества пара и высокой скорости. Выхлоп паровых турбин имеет очень высокую температуру и, следовательно, низкий тепловой КПД.

Ввиду высокой стоимости топлива, используемого для двигателей внутреннего сгорания, в настоящее время заметно возрождение паровых двигателей. Паровые двигатели очень хороши для улавливания ненужной энергии из многих источников, включая выхлопные газы паровых турбин. Отработанное тепло паровой турбины используется на электростанциях с комбинированным циклом. Кроме того, это позволяет выпускать отработанный пар в качестве выхлопа при очень низких температурах.