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ボイラーは、特定の目的のために水が圧力下で加熱され、蒸気に蒸発する容器です。石炭、固体燃料、石油またはガスによって加熱されるいくつかの異なる種類のボイラーがあります。ボイラーのサイズは、小型のポータブルユニットや工場で組み立てられたユニットから、1分間に6トンの石炭を燃やす大型の炉まで、さまざまです。ボイラーは陽圧で作動し、すべての部品は、発生する蒸気の圧力に耐えるのに十分な強度でなければなりません。ほとんどの高圧ボイラーは、商業目的または産業目的で使用されます。
最大許容圧力
Fotolia.com ">•••Fotolia.comのJohn Sandoyによる蒸気バルブの画像ボイラーは、圧力容量、設計タイプ、用途によっても分類されます。最大許容作動圧力（MAWP）は、容器（ボイラー）が耐えるように設計されている最大圧力です。この圧力は1平方インチあたりのポンドまたは「psi」で測定され、ゲージ圧は「psig」で表されます。全米防火協会および連邦基準では、タイプII蒸気ボイラーを16から16 150 psig。タイプIII蒸気ボイラーは、151〜350 psigの蒸気を生成します。
水管ボイラー
このタイプのボイラーでは、燃料は炉内で燃やされ、チューブを循環する水を加熱する高温ガスを生成します。水は蒸気に変換されて上昇し、蒸気ドラムで捕らえられ、飽和蒸気が取り出されます。これは過熱器を介して再び炉に入り、そこでさらに高温になります。過熱蒸気の温度が沸点を超えると、タービンの駆動に使用される乾燥した加圧ガスになります。ほとんどの水管ボイラーの設計は、蒸気の1時間あたり4,500〜120,000キログラムの容量があります。火力発電所の水管ボイラーは、蒸気発生ユニットとも呼ばれます。
ベンソンボイラー
Fotolia.com ">•••Fotolia.comのAndrei Merkulovによる蒸気タービンイメージへのパイプラインベンソンボイラーは超臨界蒸気発生器と呼ばれ、電力の生産によく使用されます。 3,200 psi以上の高圧で作動するため、実際の沸騰は止まり、水蒸気の分離はありません。水温は泡が形成される臨界圧力を超えているため、泡立ちはありません。この蒸気は高圧タービンで働き、発電機の復水器に入ります。 「ボイラー」という用語は、沸騰が実際には起こらないため、この蒸気発生器には使用しないでください。
過熱蒸気ボイラー
このタイプのボイラーは、水を蒸発させてから過熱器で蒸気を加熱し、はるかに高い温度で蒸気を生成します。これにより、「エコノマイザー」が使用されない限り、排ガス温度が高くなります。エコノマイザーは給水を加熱します。給水は、高温の煙道ガス排気の経路にある燃焼空気ヒーターを通ります。この過熱蒸気は、蒸気生成の全体的な効率とタービンへの入力温度の増加によるその利用率を高めることがよくあります。過熱蒸気は安全上の問題を引き起こします。システムコンポーネントに障害が発生して蒸気が漏れると、高圧と温度が致命的になる可能性があるためです。ボイラーガス炉の領域の温度は、通常華氏2,400〜2,900度です。これらの一部は、流体のようなガスから熱を吸収する対流式ヒーターであり、その他は放射熱で放射熱を吸収します。