Hơi nước được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Ví dụ, các ứng dụng phổ biến của hơi nước là các quy trình làm nóng bằng hơi nước trong các nhà máy và nhà máy và tua-bin dẫn động bằng hơi nước trong các nhà máy điện, nhưng việc sử dụng hơi nước trong công nghiệp còn vượt xa điều này.

Dưới đây là một số ứng dụng điển hình của hơi nước trong công nghiệp:

Sưởi ấm/Khử trùng
Lực đẩy/Lái xe
Động cơ
Nguyên tử hóa
Làm sạch
Dưỡng ẩm
Tạo ẩm
Trong các phần tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận về các loại ứng dụng khác nhau của hơi nước và cung cấp một số ví dụ về thiết bị sử dụng hơi nước để minh họa chúng.

Hơi áp suất dương

Hơi nước thường được tạo ra và phân phối ở áp suất dương. Trong hầu hết các trường hợp, điều này có nghĩa là nó được cung cấp cho thiết bị ở áp suất trên 0 MPaG (0 psig) và nhiệt độ cao hơn 100°C (212°F).

Các ứng dụng sưởi ấm cho hơi nước áp suất dương có thể được tìm thấy trong các nhà máy chế biến thực phẩm, nhà máy lọc dầu và nhà máy hóa chất. Hơi bão hòa được sử dụng làm nguồn gia nhiệt cho các bộ trao đổi nhiệt chất lỏng trong quá trình, nồi đun lại, lò phản ứng, bộ sấy sơ bộ không khí đốt và các loại thiết bị truyền nhiệt khác.

Trong bộ trao đổi nhiệt, hơi nước làm tăng nhiệt độ của sản phẩm bằng cách truyền nhiệt, sau đó nó chuyển thành chất ngưng tụ và thoát ra ngoài qua bẫy hơi.

Hơi nước quá nhiệt được làm nóng đến 200 – 800°C (392 – 1472°F) ở áp suất khí quyển đặc biệt dễ xử lý và được sử dụng trong các lò hơi gia dụng trên thị trường hiện nay.

Hơi nước chân không

Việc sử dụng hơi nước để sưởi ấm ở nhiệt độ dưới 100°C (212°F), theo truyền thống, phạm vi nhiệt độ mà nước nóng được sử dụng, đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây.

Khi sử dụng hơi bão hòa chân không theo cách tương tự như hơi bão hòa áp suất dương, nhiệt độ của hơi có thể được thay đổi nhanh chóng bằng cách điều chỉnh áp suất, giúp có thể đạt được khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác không giống như các ứng dụng sử dụng nước nóng. Tuy nhiên, bơm chân không phải được sử dụng cùng với thiết bị, vì chỉ giảm áp suất sẽ không làm giảm áp suất xuống dưới áp suất khí quyển.

So với hệ thống đun nước nóng, hệ thống này cung cấp khả năng làm nóng nhanh và đều. Nhiệt độ cài đặt nhanh chóng đạt được mà không gây ra sự không đồng đều về nhiệt độ.

Hơi nước thường xuyên được sử dụng làm động cơ đẩy (làm động lực) trong các ứng dụng như tua bin hơi nước. Tua bin hơi nước là thiết bị cần thiết để sản xuất điện trong các nhà máy nhiệt điện. Trong nỗ lực nâng cao hiệu quả, tiến bộ đang được thực hiện theo hướng sử dụng hơi nước ở áp suất và nhiệt độ ngày càng cao. Có một số nhà máy nhiệt điện sử dụng hơi nước siêu nhiệt, áp suất siêu tới hạn 25 MPa (3625 psia), 610°C (1130°F) trong tuabin của họ.

Hơi quá nhiệt thường được sử dụng trong tua bin hơi nước để tránh hư hỏng thiết bị do dòng nước ngưng chảy vào. Tuy nhiên, ở một số loại nhà máy điện hạt nhân nhất định, phải tránh sử dụng hơi nước ở nhiệt độ cao vì nó có thể gây ra vấn đề với vật liệu sử dụng trong thiết bị tua-bin. Thay vào đó, hơi bão hòa áp suất cao thường được sử dụng. Khi phải sử dụng hơi bão hòa, các bộ phân tách thường được lắp đặt trong đường ống cung cấp để loại bỏ nước ngưng tụ khỏi dòng hơi.

Bên cạnh việc phát điện, các ứng dụng đẩy/truyền động điển hình khác thường dành cho máy nén hoặc máy bơm chạy bằng tua-bin, ví dụ. máy nén khí, máy bơm tháp giải nhiệt, v.v.

Lực truyền động từ hơi nước làm cho các cánh tản nhiệt quay, sau đó làm cho rôto trên máy phát điện kèm theo quay và quá trình quay này tạo ra điện.

Hơi nước cũng có thể được sử dụng như một động lực trực tiếp để di chuyển dòng chất lỏng và khí trong đường ống. Máy phun tia hơi nước được sử dụng để hút chân không trên thiết bị xử lý như tháp chưng cất để tách và làm sạch dòng hơi của quá trình. Chúng cũng được sử dụng để loại bỏ không khí liên tục khỏi các bình ngưng bề mặt, nhằm duy trì áp suất chân không mong muốn trên các tuabin ngưng tụ (chân không).

Hơi động cơ áp suất cao đi vào máy phun phản lực thông qua vòi đầu vào và sau đó được khuếch tán. Điều này tạo ra một vùng áp suất thấp hút không khí từ thiết bị ngưng tụ bề mặt.

Trong một loại ứng dụng tương tự, hơi nước cũng là chất lỏng động lực chính cho bộ thoát áp suất thứ cấp, được sử dụng để bơm nước ngưng từ bể thu có lỗ thông hơi, bình chớp hoặc thiết bị hơi nước gặp phải tình trạng ngừng hoạt động.

Nguyên tử hóa hơi nước là một quá trình trong đó hơi nước được sử dụng để tách chất lỏng một cách cơ học. Ví dụ, ở một số đầu đốt, hơi nước được phun vào nhiên liệu để tối đa hóa hiệu suất đốt cháy và giảm thiểu việc tạo ra hydrocarbon (bồ hóng). Nồi hơi và máy phát điện sử dụng dầu nhiên liệu sẽ sử dụng phương pháp này để chia dầu nhớt thành những giọt nhỏ hơn để đốt cháy hiệu quả hơn. Pháo sáng cũng thường sử dụng nguyên tử hóa hơi nước để giảm chất ô nhiễm trong khí thải.

Trong đốt lửa, hơi nước thường được trộn lẫn với khí thải trước khi đốt.

Hơi nước được sử dụng để làm sạch nhiều loại bề mặt. Một ví dụ như vậy trong công nghiệp là việc sử dụng hơi nước trong máy thổi bồ hóng. Nồi hơi sử dụng dầu hoặc than làm nguồn nhiên liệu phải được trang bị máy thổi bồ hóng để làm sạch thành lò theo chu kỳ và loại bỏ cặn cháy khỏi bề mặt đối lưu để duy trì công suất, hiệu suất và độ tin cậy của nồi hơi.

Hơi nước thoát ra từ vòi thổi đánh bật tro và xỉ khô hoặc thiêu kết, sau đó rơi vào phễu hoặc được đưa ra ngoài cùng với khí đốt.

Hơi nước đôi khi được sử dụng để bổ sung độ ẩm cho quy trình đồng thời cung cấp nhiệt. Ví dụ, hơi nước được sử dụng để giữ ẩm trong sản xuất giấy, nhờ đó giấy di chuyển qua các cuộn ở tốc độ cao không bị vỡ hoặc rách ở mức độ vi mô. Một ví dụ khác là máy nghiền viên. Thông thường các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi ở dạng viên sử dụng hơi phun trực tiếp để làm nóng và cung cấp hàm lượng nước bổ sung cho nguyên liệu thức ăn trong khu vực điều hòa của máy nghiền.

Việc giữ ẩm của thức ăn làm mềm thức ăn và hồ hóa một phần hàm lượng tinh bột trong các thành phần, tạo ra các viên cứng hơn.

Nhiều cơ sở thương mại và công nghiệp lớn, đặc biệt là ở những vùng có khí hậu lạnh hơn, sử dụng hơi nước bão hòa áp suất thấp làm nguồn nhiệt chủ yếu để sưởi ấm theo mùa trong nhà. Cuộn dây HVAC, thường được kết hợp với máy làm ẩm bằng hơi nước, là thiết bị được sử dụng để điều hòa không khí mang lại sự thoải mái trong nhà, bảo quản sổ sách, hồ sơ và kiểm soát nhiễm trùng. Khi không khí lạnh được làm nóng bởi các cuộn hơi, độ ẩm tương đối của không khí giảm xuống và sau đó nó phải được điều chỉnh về mức bình thường bằng cách bổ sung một luồng hơi bão hòa khô có kiểm soát vào luồng không khí xuôi dòng.

Hơi nước được sử dụng để làm ẩm không khí trong ống dẫn khí trước khi không khí được phân phối đến các khu vực khác của tòa nhà.