Een ketel is een vat waarin water wordt verwarmd onder druk en verdampt tot stoom voor een specifiek doel. Er zijn verschillende soorten boilers, verwarmd door kolen, vaste brandstof, olie of gas. Ketels variëren sterk in grootte van kleine, draagbare of in de winkel geassembleerde eenheden tot grote ovens die 6 ton steenkool per minuut verbranden. Ketels werken op positieve druk en alle onderdelen moeten sterk genoeg zijn om de druk van de stoom die ze genereren te weerstaan. De meeste hogedrukketels worden gebruikt voor commerciële of industriële doeleinden.

Maximaal toelaatbare druk

Ketels worden ook geclassificeerd op basis van hun drukcapaciteit, ontwerptype en gebruik. Maximaal toegestane werkdruk, of MAWP, is de hoogste druk die het vat (boiler) is ontworpen om te weerstaan. Deze druk wordt gemeten in termen van ponden per vierkante inch of "psi" en de manometerdruk wordt uitgedrukt als "psig." De National Fire Prevention Association en federale standaarden definiëren een Type II stoomboiler als een die hogedrukstoom produceert tussen 16 en 150 psig. Een Type III-stoomketel produceert stoom tussen 151 en 350 psig.

Water-Tube-boiler

In dit type boiler wordt brandstof in de oven verbrand, waardoor er heet gas ontstaat dat het water verwarmt dat door het fornuis circuleert. zijn buizen. Het water wordt omgezet in stoom die stijgt om te worden gevangen in een stoomtrommel, waar de verzadigde stoom wordt afgezogen. Dit komt de oven weer binnen via een oververhitter, waar het nog heter wordt. Wanneer de temperatuur van de oververhitte stoom boven het kookpunt ligt, wordt het een droog, onder druk staand gas dat wordt gebruikt om turbines aan te drijven. De meeste water-buis ketelontwerpen hebben een capaciteit van 4.500 tot 120.000 kilogram per uur stoom. Waterpijpketels in thermische centrales worden ook stoomgenererende eenheden genoemd.

Benson-ketel

De Benson-ketel wordt een superkritische stoomgenerator genoemd en wordt vaak gebruikt om elektriciteit te produceren. Het werkt bij een dergelijke hoge druk, meer dan 3200 psi, dat het feitelijke koken stopt en er geen scheiding van water en stoom is. Er is geen borrelen, omdat de watertemperatuur boven de kritische druk ligt waarbij bellen kunnen ontstaan. Deze stoom werkt in een hogedruk-turbine en komt vervolgens in de condensor van de generator. De term "boiler" mag niet bij deze stoomgenerator worden gebruikt, omdat koken niet echt voorkomt.

Oververhit stoomketel

Dit type boiler verdampt water en verwarmt vervolgens de stoom in een oververhitter, produceert stoom bij een veel hogere temperatuur. Dit creëert een hogere rookgasafvoertemperatuur tenzij een "economizer" wordt gebruikt. De economizer verwarmt het voedingswater, dat door een verbrandingsluchtverwarmer stroomt in het pad van de hete rookgasafvoer. Deze oververhitte stoom verhoogt vaak de algehele efficiëntie van stoomopwekking en het gebruik ervan met winst in de invoertemperatuur naar de turbines. De oververhitte stoom zorgt voor veiligheidsproblemen, omdat als een systeemonderdeel uitvalt en er stoom ontsnapt, de hoge druk en temperatuur dodelijk kunnen zijn. De temperatuur in het gebied van de ketelgasoven ligt gewoonlijk tussen 2.400 en 2.900 graden Fahrenheit. Sommige hiervan zijn convectieverwarmingstoestellen, die warmte absorberen van een vloeistofachtig gas, terwijl andere stralend zijn, stralingswarmte absorberen.