Kotły parowe są niezastąpione w wielu procesach technologicznych. Ich głównym celem jest wytwarzanie pary nasyconej i przegrzanej, którą można wytworzyć na dwa różne sposoby.
Kotły parowe są najszerzej stosowane jako jeden z elementów cyklu technologicznego do produkcji energii elektrycznej w elektrociepłowniach. Para z tych kotłów wchodzi do łopat turbiny parowej napędzając ją i generator. Para nasycona jest również potrzebna w wielu procesach przetwarzania surowców metalowych i chemicznych, tkanin i tworzyw sztucznych.
W obiektach sieci ciepłowniczej kotły parowe służą do pośredniego podgrzewania wody w systemach ciepłowniczych oraz do wykorzystania ciepła z produktów spalania kotłowni gazowych. Istnieją dwa główne typy kotłów, które różnią się zasadą działania generatora pary.
Bębnowe wytwornice pary
Najbezpieczniejsze są kotły bębnowe, choć charakteryzują się dużą złożonością urządzenia. Zazwyczaj takie kotły są instalowane razem z piecami wirowymi i cyklonowymi, w kanałach wydechowych, w których znajduje się ekonomizer - zamknięty układ rur ułożony w ścianach lub wnęce kanału wydechowego, przez który przechodzą produkty spalania o wysokiej temperaturze. W ekonomizerze woda jest wstępnie podgrzewana, po czym przechodzi przez rury wznośne do bębna - pojemnika o dużej objętości z wrzącą wodą.
Przechodząc przez rury, woda nagrzewa się jeszcze bardziej, więc w bębnie obserwuje się bardzo aktywne gotowanie. Para wytworzona w wyniku parowania trafia do przegrzewacza, gdzie wzrasta jej temperatura, a następnie do turbiny lub innego łańcucha technologicznego. Woda, która schładza się i osiada na dnie bębna, przechodzi przez cykl cyrkulacji i jest ponownie podawana do rur wznośnych.
Kotły parowe o przepływie bezpośrednim
W kotłach z przepływem bezpośrednim nie ma bębna, dlatego parametry pary na wylocie są kontrolowane wyłącznie temperaturą. Sprawność takich kotłów jest znacznie niższa niż kotłów walcowych, ale zwiększa się szybkość wytwarzania pary. Wewnętrzny system kotłowy to sekwencyjny system rurociągów składający się z trzech głównych części. Najpierw woda wchodzi do ekonomizera w celu ogrzewania pierwotnego. Następnie jest pompowany pod ciśnieniem do rurek parownika, gdzie wrze i aktywnie odparowuje podczas ruchu. Następnie strumień gorącej pary wpływa do wężownicy przegrzewacza, gdzie wzrasta temperatura i ciśnienie.
Zasada rurociągu
Oba typy kotłów mogą mieć zarówno rury wodne, jak i gazowe. Różnica polega na tym, że w pierwszym przypadku woda i para przechodzą przez rury, podczas gdy czynnik grzewczy znajduje się wokół nich. W drugim przypadku gazy nagrzane podczas spalania są transportowane rurami z małą prędkością, a same są układane w pojemniku z wodą lub parą.
