Parní stroj vs parní turbína
Zatímco parní stroj a parní turbína využívají k výrobě velké latentní teplo odpařování páry, hlavním rozdílem je maximální otáčky energetických cyklů za minutu, které by oba mohly poskytnout. Pro jeho konstrukci existuje omezení počtu cyklů za minutu, které by mohly poskytnout vratný píst poháněný párou.
Parní motory v lokomotivách mají obvykle dvojčinné písty, které běží alternativně s párou nahromaděnou na obou stranách. Píst je nesen pístnicí spojenou s křížovou hlavou. Křížová hlava je dále spojena s ovládací tyčí ventilu spojením. Ventily jsou určeny pro přívod páry i pro odtah použité páry. Síla motoru generovaná vratným pístem se převádí na rotační pohyb a přenáší se na hnací tyče a spojovací tyče, které pohánějí kola.
V turbínách existují konstrukce lopatek s ocelami, které poskytují rotační pohyb s tokem páry. Je možné identifikovat tři hlavní technologické pokroky, díky nimž jsou parní turbíny efektivnější pro parní stroje. Jedná se o směr proudění páry, vlastnosti oceli, která se používá k výrobě lopatek turbíny, a způsob výroby „nadkritické páry“.
Moderní technologie používaná pro směr a tvar proudění páry je sofistikovanější ve srovnání se starou technologií periferního toku. Zavedení přímého zásahu páry lopatkami pod úhlem, který vytváří malou nebo téměř žádnou odolnost proti zpětnému pohybu, poskytuje maximální energii páry pro rotační pohyb lopatek turbíny.
Superkritická pára se vyrábí natlakováním normální páry tak, že molekuly vody páry jsou nuceny do bodu, že se opět více podobá kapalině, při zachování vlastností plynu; má vynikající energetickou účinnost ve srovnání s normální horkou párou.
Tyto dva technologické pokroky byly realizovány použitím vysoce kvalitních ocelí k výrobě lopatek. Bylo tedy možné provozovat turbíny při mnohem vyšších rychlostech, které vydržely vysoký tlak superkritické páry na stejné množství energie jako tradiční parní energie, aniž by došlo k poškození nebo dokonce poškození lopatek.
Nevýhody turbín jsou: malé převáděcí poměry, což je degradace výkonu se snížením tlaku nebo průtoku páry, pomalé doby rozběhu, což má zabránit tepelným šokům v tenkých ocelových lopatkách, vysoké kapitálové náklady a vysoké kvalita úpravy napájecí vody náročné na páru.
Hlavní nevýhodou parního stroje je jeho omezení rychlosti a nízká účinnost. Normální účinnost parního stroje je kolem 10 - 15% a nejnovější motory jsou schopné pracovat s mnohem vyšší účinností, kolem 35% se zavedením kompaktních parních generátorů a udržováním motoru v bezolejovém stavu, čímž se zvyšuje životnost kapaliny.
U malých systémů je preferován parní stroj před parními turbínami, protože účinnost turbín závisí na kvalitě páry a vysoké rychlosti. Výfuk parních turbín má velmi vysokou teplotu, a tedy i nízkou tepelnou účinnost.
S vysokými náklady na palivo používané pro spalovací motory je v současnosti viditelné znovuzrození parních strojů. Parní stroje jsou velmi dobré při zpětném získávání odpadní energie z mnoha zdrojů, včetně výfuku parních turbín. Odpadní teplo z parní turbíny se využívá v elektrárnách s kombinovaným cyklem. Dále umožňuje vypouštění odpadní páry jako výfuk při mnohem nízkých teplotách.
