蒸汽发生器是一种将热能转换为蒸汽的设备，其工作原理基于热传递和水的相变过程。以下是其核心工作原理的详细解析：

一、基本工作流程

加热系统

- 燃料（如天然气、柴油、生物质等）在燃烧室内充分燃烧，释放大量热能；

- 热能通过烟管、辐射热或换热器传递给锅筒内的水，使水温升高至沸点（100℃）。

水的汽化

- 水在达到沸点后吸收汽化潜热，由液态转变为气态，生成蒸汽；

- 汽化过程需要持续加热以维持蒸汽压力和温度。

蒸汽输出与循环

- 生成的蒸汽通过蒸汽管道输送至需用设备（如锅炉、烘干机、纺织机械等）；

- 部分未汽化的水滴通过排水管道排出，确保系统高效运行。

二、关键组成部分

燃烧与热交换系统

- 包括燃烧器（如燃气轮机、电加热元件）和换热器（如省煤器、水冷壁管），负责燃料燃烧和热量传递；

- 燃烧器将燃料与空气按比例混合后点燃，热空气通过烟道进入炉膛。

控制系统

- 通过传感器实时监测蒸汽压力、温度、水位等参数；

- 自动调节燃烧器功率、水泵启停及安全阀开闭，实现精准控制。

三、工作模式与分类

循环方式

- 自然循环：

依赖水密度差实现汽水对流；

- 辅助循环：通过泵强制循环工质；

- 直流循环：工质仅单向流动；

- 复合循环：结合自然循环与辅助循环优势。

能源类型

- 燃料蒸汽发生器：

以燃气、燃油为能源；

- 电加热蒸汽发生器：通过电阻元件直接加热水。

四、安全保护机制

压力释放阀：超压时自动泄压，防止设备损坏；

水位控制装置：监测水位过低时自动补水；

防干烧装置：无水时切断加热源。

总结

蒸汽发生器通过高效的热能转换系统，将燃料或电能转化为蒸汽，并通过自动化控制实现安全稳定运行。其核心在于精确控制加热过程与压力管理，以满足不同工业场景的需求。