Kocioł parowy to urządzenie w postaci zamkniętego naczynia ciśnieniowego, które wytwarza parę pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego. Pod wpływem ciepła woda zamieniana jest w parę wodną użytkowaną na zewnątrz kotła. Generowanie owego ciepła odbywa się na zasadzie spalania odpowiedniego paliwa w palenisku. Wytworzone w tym procesie gazy spalinowe wędrują wzdłuż powierzchni ogrzewalnej kotła, oddając jej ciepło i ogrzewając wodę, co powoduje jej parowanie. Para wytwarzana w ten sposób służy jako czynnik roboczy w turbinach parowych a także do ogrzewania w wielu procesach technologicznych (w przemyśle chemicznym, włókienniczym, spożywczym, papierniczym) i w gospodarce komunalnej (ogrzewanie pomieszczeń).
Wytwarzaniu pary towarzyszą cztery kluczowe procesy: spalanie paliwa, wymiana ciepła między produktami spalania poprzez promieniowanie i konwekcję, podgrzewanie i parowanie wody w parowniku oraz przegrzewanie pary. Produktami ubocznymi przy produkcji pary wodnej są: spaliny, popiół i żużel, które dla prawidłowego funkcjonowania urządzenia i ze względów ekologicznych muszą być na bieżąco usuwane.
W budowie kotła parowego można wyróżnić następujące elementy:
- Palenisko – część w której odbywa się spalanie paliwa, a tym samym zachodzą wszystkie procesy przekształcające energię paliwa w ciepło. Musi być wykonany z trwałych materiałów, aby wytrzymać wysoką temperaturę i wielokrotne użytkowanie.
- Komora spalania – przeznaczona jest do spalania gazów wytworzonych podczas spalania paliwa.
- Parownik – jest to fragment powierzchni ogrzewalnej (układ stalowych walczaków, rur i komór), gdzie woda przemienia się w parę wodną. Jego charakterystycznym parametrem jest ciśnienie pary w walczaku.
- Podgrzewacz pary – wymiennik ciepła, służący do podgrzewania powietrza poprzez odzyskanie energii z systemu grzewczego. Jego dwoma głównymi odmianami są: podgrzewacz konwekcyjny i podgrzewacz rekuperacyjno-regeneracyjny.
- Podgrzewacz wody - układ, w którym następuje podgrzanie wody od temperatury wlotowej do temperatury wrzenia. Położony jest w ciągu konwekcyjnym kotła. Jego budowa składa się zwykle z dużej ilości rur, w których płynie woda, wokół których od zewnątrz płyną spaliny.
- Przegrzewacz pary – powierzchnia ogrzewalna w postaci wiązek rur, służący do ogrzania pary nasyconej powyżej temperatury nasyconej, tak aby otrzymać parę przegrzaną. Odbywa się to w układzie wielostopniowym z optymalnym rozmieszczeniem elementów.
- Walczak – cylindryczny zbiornik ciśnieniowy lub inny zbiornik o podobnym kształcie i funkcji, zakończony dennicą lub ścianą sitową.
- Do sprawnego działania urządzenia kotłowe wymagają również dodatkowego osprzętu, w skład którego wchodzą: pompa wody zasilającej, wentylator, armatura do odpieniania i odszlamiania, regulator temperatury, młyny węglowe, instalacja rozpałkowa oraz systemy usuwania spalin i żużlu.
W klasyfikacji kotłów parowych przyjmuje się następujące kryteria podziału:
- Ze względu na sposób organizacji procesu spalania:
- Kocioł rusztowy.
- Kocioł fluidalny:
- z warstwą stacjonarną,
- z warstwą cyrkulacyjną.
- Kocioł pyłowy.
- Kocioł odzyskowy/odzysknicowy.
- Ze względu na ciśnienie robocze:
- Kocioł niskoprężny.
- Kocioł średnioprężny.
- Kocioł wysokoprężny.
- Kocioł na parametry nadkrytyczne.
- Ze względu na sposób usuwania żużla z komory paleniskowej:
- Kocioł z odprowadzaniem żużla w stanie stałym.
- Kocioł z odprowadzaniem żużla w stanie ciekłym.
- Ze względu na obieg wodno-parowy:
- Kocioł obiegowy:
- kocioł walczakowy z naturalną cyrkulacją,
- kocioł walczakowy z wymuszoną cyrkulacją,
- kocioł bateryjny,
- kocioł płomienicowy,
- kocioł płomieniówkowy,
- kocioł płomienicowo-płomieniówkowy:
- kocioł opłomkowy (wodnorurowy)
- Kocioł skośnorurowy:
- Kocioł stromorurowy.
- kocioł kufrowy,
- kocioł lokomotywowy.
- Kocioł przepływowy (bezwalczakowy):
- kocioł Marka Bensona,
- kocioł Ramzina,
- kocioł Sulzera.
- Kocioł bezwalczakowy z dodatkowym obiegiem w parowniku.
