蒸汽發(fā)生器是一種將燃料的熱能或其他形式的能量轉化為蒸汽的設備，廣泛應用于電力生產、工業(yè)加熱、供暖等領域。其核心工作原理是通過能量傳遞使水加熱至沸騰并產生蒸汽，具體過程可分為以下幾個關鍵環(huán)節(jié)：

一、能量輸入：提供熱源

蒸汽發(fā)生器的首要任務是獲取能量，常見的熱源包括：

-燃料燃燒：如煤炭、天然氣、石油、生物質等，通過燃燒釋放化學能，轉化為熱能。

-電加熱：利用電阻絲等電熱元件，將電能直接轉化為熱能。

-余熱回收：利用工業(yè)生產、發(fā)動機排放等過程中產生的余熱。

-核能：通過核裂變反應釋放的熱能（如核電站的蒸汽發(fā)生器）。

二、熱量傳遞：加熱工質（水）

熱源產生的熱量通過不同方式傳遞給需要加熱的水（工質），主要傳遞方式包括：

1.傳導：熱量通過固體壁面（如管道、爐壁）直接傳遞給水。例如，燃料在燃燒室燃燒時，高溫火焰將熱量傳遞給燃燒室壁，再由壁面?zhèn)鬟f給內部的水。

2.對流：高溫煙氣或加熱介質（如導熱油）通過流動與水進行熱量交換。例如，鍋爐中煙氣在管道外流動，水在管道內流動，兩者通過管壁對流換熱。

3.輻射：高溫熱源（如火焰）以電磁波形式直接向水輻射熱量。在燃油、燃氣鍋爐中，火焰的輻射換熱是重要的熱量來源。

三、水的相變：產生蒸汽

在熱量持續(xù)傳遞的過程中，水經歷三個狀態(tài)變化階段：

1.預熱階段：冷水被加熱至沸點（如標準大氣壓下沸點為100℃），但尚未沸騰，此時水的溫度不斷升高。

2.汽化階段：達到沸點后，水吸收熱量開始沸騰，從液態(tài)轉化為氣態(tài)（飽和蒸汽）。此過程中溫度保持不變，但需要吸收大量熱量（汽化潛熱）。

3.過熱階段（可選）：若繼續(xù)加熱飽和蒸汽，蒸汽溫度會超過沸點，成為**過熱蒸汽**（溫度高于對應壓力下的飽和溫度）。過熱蒸汽在發(fā)電等領域可提高效率，因為其含有的熱量更高。

四、蒸汽輸出與控制

產生的蒸汽通過管道輸送至用戶端（如汽輪機、換熱器、供暖設備等），同時系統(tǒng)需通過以下裝置進行控制：

-水位控制器：保持發(fā)生器內水位穩(wěn)定，避免干燒或溢水。

-壓力控制器：當蒸汽壓力超過設定值時，通過安全閥釋放蒸汽，確保設備安全。

-溫度控制器：調節(jié)熱源輸出（如燃料供應量、電加熱功率），控制蒸汽溫度或壓力。

蒸汽發(fā)生器的核心邏輯是“能量轉化→熱量傳遞→水的相變”：通過熱源提供能量，將熱量高效傳遞給水，使水加熱、沸騰并產生蒸汽，最終通過控制系統(tǒng)穩(wěn)定輸出滿足需求的蒸汽。其設計的關鍵在于提高熱量傳遞效率、保證運行安全，并根據(jù)不同熱源和用途優(yōu)化結構。