Dampmotor vs Dampturbine
Mens dampmaskiner og dampturbiner bruger den store latente varme til fordampning af damp til kraften, er hovedforskellen den maksimale omdrejning pr. Minut af de effektcyklusser, som begge kunne give. Der er en grænse for antallet af cyklusser pr. Minut, der kan give et dampdrevet frem- og tilbagegående stempel, der er forbundet med dets design.
Dampmotorer i lokomotiver har normalt dobbeltvirkende stempler, der kører med damp samlet på begge sider alternativt. Stemplet understøttes med stempelstang forbundet med et tværhoved. Tværhoved er yderligere fastgjort til ventilstyrestangen ved hjælp af en sammenkobling. Ventilerne er beregnet til tilførsel af damp såvel som til udtømning af brugt damp. Motorkraften, der genereres med det frem- og tilbagegående stempel, omdannes til en roterende bevægelse og overføres til drivstængerne og koblingsstængerne, der driver hjulene.
I turbiner er der vinger med stål for at give en roterende bevægelse med dampstrømmen. Det er muligt at identificere tre store teknologiske fremskridt, som gør dampturbinerne mere effektive til dampmaskiner. De er dampstrømningsretning, egenskaberne for det stål, der bruges til at fremstille turbinevingerne, og metoden til fremstilling af "superkritisk damp".
Den moderne teknologi, der anvendes til dampstrømningsretning og flowmønster, er mere sofistikeret sammenlignet med den gamle perifere flowteknologi. Introduktionen af direkte damptryk med knive i en vinkel, der producerer lidt eller næsten ingen rygbestandighed, giver den maksimale energi af dampen til turbinbladernes roterende bevægelse.
Den superkritiske damp produceres ved at sætte den normale damp under tryk, således at vandmolekylerne i dampen tvinges til et punkt, hvor den igen bliver mere som en væske, samtidig med at gasegenskaberne bevares; dette har fremragende energieffektivitet sammenlignet med den normale varme damp.
Disse to teknologiske fremskridt blev realiseret ved brug af stål af høj kvalitet til fremstilling af vingerne. Så det var muligt at køre turbinerne ved meget høje hastigheder, der modstår det høje tryk af den superkritiske damp for den samme mængde energi som traditionel dampkraft uden at knække eller endda beskadige knivene.
Ulemperne ved turbinerne er: små turndown-forhold, som er nedbrydning af ydeevnen med reduktion af damptryk eller strømningshastigheder, langsomme opstartstider, hvilket er at undgå termiske stød i tynde stålblade, store kapitalomkostninger og de høje kvalitet af dampkrævende behandling af fødevand.
Den største ulempe ved dampmaskine er dens begrænsning af hastighed og lav effektivitet. Normal dampmotoreffektivitet er omkring 10 - 15%, og de nyeste motorer er i stand til at køre med meget højere effektivitet, omkring 35% med introduktionen af kompakte dampgeneratorer og ved at holde motoren i en oliefri tilstand, hvilket øger væskens levetid.
For små systemer foretrækkes dampmaskinen frem for dampturbiner, da turbinernes effektivitet afhænger af dampkvaliteten og den høje hastighed. Dampturbinernes udstødning har meget høj temperatur og dermed også lav termisk effektivitet.
Med de høje omkostninger ved det brændstof, der bruges til forbrændingsmotorer, er genfødslen af dampmaskiner synlig på nuværende tidspunkt. Dampmotorer er meget gode til at genvinde affaldsenergien fra mange kilder, herunder udstødning af dampturbiner. Spildvarmen fra dampturbinen anvendes i kraftværker med kombineret cyklus. Det tillader yderligere udledning af affaldsdampen som udstødning ved meget lave temperaturer.
