Höyrykattilat ovat korvaamattomia useissa teknologisissa prosesseissa. Niiden päätarkoitus on tuottaa kyllästettyä ja ylikuumennettua höyryä, joka voidaan tuottaa kahdella eri tavalla.
Höyrykattiloita käytetään yleisimmin yhtenä sykliä sähköntuotannossa lämpövoimaloissa. Näistä kattiloista tuleva höyry tulee höyryturbiinin siipiin ajaen sitä ja generaattoria. Tyydyttynyttä höyryä tarvitaan myös monissa metallin ja kemiallisten raaka-aineiden, kankaiden ja muovien käsittelyprosesseissa.
Lämpöverkon apuohjelmissa höyrykattiloita käytetään epäsuoraan veden lämmitykseen lämmitysjärjestelmissä ja kaasukattiloiden palamistuotteiden lämmön hyödyntämiseen. Kattiloita on kahta päätyyppiä, jotka eroavat toisistaan höyrynkehityslaitteen periaatteessa.
Rumpuhöyrynkehittimet
Rumpukattilat ovat turvallisimpia, vaikka niille onkin ominaista laitteen monimutkaisuus. Tyypillisesti tällaiset kattilat asennetaan yhdessä pyörre- ja sykloniuunien kanssa, joiden poistoilmakanavissa sijaitsee ekonomaiseri - suljettu putkijärjestelmä, joka on sijoitettu pakoputken seinämiin tai onteloon, jonka läpi kulkevat korkean lämpötilan palamistuotteet. Säästöaineessa vesi esikuumennetaan, minkä jälkeen se menee nousuputkien kautta rumpuun - suurikokoiseen astiaan, jossa on kiehuvaa vettä.
Kun vesi liikkuu putkien läpi, vesi lämpenee vielä enemmän, joten rummussa havaitaan erittäin aktiivista kiehumista. Höyrystymisen seurauksena syntyvä höyry menee tulistimeen, jossa sen lämpötila nousee, ja sitten turbiiniin tai toiseen tekniseen ketjuun. Jäähtyvä ja rummun pohjaan laskeutuva vesi kulkee kiertosyklin läpi ja johdetaan jälleen nousuputkiin.
Suoravirtaiset höyrykattilat
Suoravirtauskattiloissa ei ole rumpua, joten poistoaukon höyryn parametreja ohjataan yksinomaan lämpötilan avulla. Tällaisten kattiloiden hyötysuhde on paljon alhaisempi kuin rumpukattiloiden, mutta höyryntuotantonopeus kasvaa. Sisäinen kattilajärjestelmä on peräkkäinen putkijärjestelmä, jossa on kolme pääosaa. Ensinnäkin vesi tulee ekonomaattoriin primäärilämmitystä varten. Sitten se pumpataan paineen alla höyrystinputkiin, jossa se kiehuu ja haihtuu aktiivisesti liikkuessaan. Sen jälkeen kuuma höyryvirtaus menee tulistimen kelaan, jossa lämpötila ja paine nousevat.
Putkilinjan periaate
Molemmissa kattiloissa voi olla sekä vesi- että kaasuputket. Erona on, että ensimmäisessä tapauksessa vesi ja höyry kulkevat putkien läpi, kun taas lämmitysväliaine sijaitsee niiden ympärillä. Toisessa tapauksessa palamisen aikana kuumennetut kaasut kuljetetaan putkien läpi pienellä nopeudella, ja ne itse asetetaan veteen tai höyryyn sisältyvään astiaan.
