Ångmotor vs ångturbin
Medan ångmotor och ångturbin använder den stora latenta värmen för ånga för ånga för kraften, är den största skillnaden den maximala varv per minut av de effektcykler som båda kan ge. Det finns en gräns för antalet cykler per minut som kan ge en ångdriven fram- och återgående kolv, inneboende i dess design.
Ångmotorer i lok, har normalt dubbelverkande kolvar som körs med ånga ackumulerad vid båda sidorna alternativt. Kolven stöds med kolvstång förbunden med ett tvärhuvud. Tvärhuvudet är vidare fäst vid ventilstyrstången genom en länk. Ventilerna är avsedda för tillförsel av ånga såväl som för utmattning av den använda ångan. Motoreffekten som genereras med den fram- och återgående kolven omvandlas till en roterande rörelse och överförs till drivstängerna och kopplingsstängerna som driver hjulen.
I turbiner finns det vingar med stål för att ge en roterande rörelse med ångflödet. Det är möjligt att identifiera tre stora tekniska framsteg som gör ångturbinerna effektivare för ångmotorer. De är ångflödesriktning, egenskaperna hos stålet som används för att tillverka turbinbladet och metoden för att producera "superkritisk ånga".
Den moderna tekniken som används för ångflödesriktning och flödesmönster är mer sofistikerad jämfört med den gamla tekniken för perifert flöde. Införandet av direkt ångstöt med blad i en vinkel som ger lite eller nästan ingen ryggbeständighet ger ångans maximala energi till turbinbladen.
Den superkritiska ångan produceras genom att trycka på den normala ångan så att ångans vattenmolekyler tvingas till en punkt att den blir mer som en vätska igen, samtidigt som gasegenskaperna bibehålls; detta har utmärkt energieffektivitet jämfört med normal het ånga.
Dessa två tekniska framsteg realiserades genom användning av stål av hög kvalitet för att tillverka skovlarna. Så det var möjligt att köra turbinerna i mycket höga hastigheter som motstår det höga trycket hos den superkritiska ångan för samma mängd energi som traditionell ångkraft utan att bryta eller ens skada knivarna.
Nackdelarna med turbinerna är: små turndown-förhållanden, som är försämringen av prestanda med minskning av ångtryck eller flödeshastigheter, långsamma starttider, vilket är att undvika termiska stötar i tunna stålblad, stora kapitalkostnader och de höga kvalitet på ångkrävande behandling av matningsvatten.
Den största nackdelen med ångmotor är dess begränsning av hastighet och låg effektivitet. Normal ångmotoreffektivitet är cirka 10 - 15% och de senaste motorerna kan arbeta med mycket högre verkningsgrad, cirka 35% med introduktionen av kompakta ånggeneratorer och genom att hålla motorn i ett oljefritt tillstånd och därmed öka vätskans livslängd.
För små system föredras ångmotorn framför ångturbiner eftersom turbinernas effektivitet beror på ångkvaliteten och den höga hastigheten. Avgaserna från ångturbinerna har mycket hög temperatur och därmed också låg värmeeffektivitet.
Med den höga kostnaden för bränslet som används för förbränningsmotorer är ångmotorerna återfödda för närvarande synliga. Ångmotorer är mycket bra för att återfå avfallsenergin från många källor inklusive ångturbiner. Spillvärme från ångturbin används i kraftverk med kombinerad cykel. Det möjliggör vidare utsläpp av ångavfallet som avgas vid mycket låga temperaturer.
