蒸汽发生器是一种将水转化为蒸汽的设备，广泛应用于民用、工业、医疗等领域。其核心工作原理是通过外部热源（如燃料燃烧、电能、煤炭或者柴火等）将水加热至沸腾并汽化，最终生成蒸汽。

1. 基本组成

蒸汽发生器通常包括以下关键部分：

• 水供应系统：提供经过处理的水（如软化水），防止结垢和腐蚀。

• 加热系统：热源（电热元件、燃烧器、核反应堆等）提供热能。

• 热交换区域：水被加热并转化为蒸汽的关键区域（如炉膛、管道或盘管）。

  控制系统：监控压力、温度、水位等参数，保障安全运行。

• 安全装置：安全阀、压力开关、水位报警等。

2. 工作流程

步骤1：水供应

• 水通过泵送入蒸汽发生器内部，通常需经过预处理（如过滤、软化）以减少杂质和矿物质。

步骤2：加热与汽化

• 热能传递：热源（如电热元件、燃气燃烧火焰、核反应堆的热能）将热量传递给水。

• 直接加热：燃料燃烧的火焰直接接触容器（如火管锅炉）。

• 间接加热：通过热交换器（如电热管、蒸汽盘管）传递热量。

• 相变过程：水吸收热量后温度升高至沸点（饱和温度），开始汽化，形成汽水混合物。

步骤3：蒸汽分离

• 汽水混合物进入汽水分离器（如离心分离器或挡板），利用密度差异分离出水分，输出干燥的饱和蒸汽。

• 部分设备可能进一步通过过热器提高蒸汽温度，生成过热蒸汽（更高能量、更干燥）。

步骤4：蒸汽输出与控制

• 蒸汽通过管道输送到使用端（如涡轮机、加热系统）。

• 控制系统实时调节燃料/电能输入、水位和压力，确保稳定运行。

3. 热源类型

• 电加热：通过电阻丝或电极加热，适用于小型设备（如实验室、医疗灭菌）。

• 燃气/燃油：燃烧天然气、柴油等燃料，常见于工业锅炉。

• 煤炭：目前国内以不提倡使用这种方式。

• 生物质：木材废料等制造的生物质颗粒。

4. 关键参数

• 压力：高压蒸汽（如电厂锅炉可达超临界压力）能量更高，但需更强的设备耐压性。

• 温度：与压力相关，饱和蒸汽温度由压力决定，过热蒸汽温度更高。

5. 安全保护机制

• 压力安全阀：超压时自动释放蒸汽。

• 水位传感器：防止“干烧”（缺水导致设备损坏）或满水（影响蒸汽质量）。

• 温度控制：避免过热损坏设备。

6. 应用场景

• 工业：化工反应、食品加工、纺织印染。

• 医疗：高温灭菌（如高压灭菌器）。

• 建筑供暖：通过蒸汽或热水循环提供热量。

7. 与锅炉的区别

蒸汽发生器通常结构更紧凑、启动更快，而传统锅炉储水量大、产气量更高，但体积和能耗更大。现代蒸汽发生器更注重效率和模块化设计。

通过上述过程，蒸汽发生器将水高效转化为蒸汽，为各行业提供动力或热能，是现代工业中不可或缺的热力设备。