Zgorevanje kotla je študija o tem, kako se goriva zgorevajo v kotlih, ki segrevajo vodo za paro. Obstaja veliko aplikacij za parne kotle, vključno s kemičnim procesnim ogrevanjem, parno toploto za zgradbe in toplo vodo ter paro za pogon električnih turbinskih generatorjev. Zgorevanje je reakcija goriv s kisikom v zraku za ustvarjanje toplote, ki se uporablja za proizvodnjo pare.
Za zgorevanje kotla se lahko uporabljajo različna goriva, vključno z zemeljskim plinom, kurilnim oljem in biogorivi, proizvedenimi iz rastlinskih ali živalskih odpadkov. Ko se gorivo razprši ali razprši v kotel z zrakom, lahko vžigalna tuljava ali majhen pilotni plamen vžge mešanico. Pri zgorevanju se sprosti veliko toplote, od katere se del vode segreje v paro, nekaj pa se izgubi zaradi sevanja in izgub zaradi dimnih plinov. Sevanje je infrardeča toplotna izguba, ki nastane iz vročega kotla v hladnejši prostor. Izgube dimnih plinov so ogreti plini, ki se odvajajo iz kotla skozi njegov dimnik ali zračnik.
Lastniki in upravljavci so zainteresirani za povečanje učinkovitosti zgorevanja kotla. Glavna vprašanja, ki jih je treba upoštevati, so učinkovitost zgorevanja ali kako dobro gorijo mešanice goriva in zraka ter kako zmanjšati toplotne izgube. Izgube sevalne toplote je mogoče zmanjšati na minimum z ustrezno izolacijo kotla in parnih cevi. Zasnova in krmiljenje kotla se lahko uporablja za povečanje učinkovitosti zgorevanja.
Območje zgorevanja kotla ima običajno cevi z vodo in paro, ki potekata skozi odprto škatlo, ki lahko vsebuje gorilnike in krmilnike. Zasnova cevi lahko izboljša učinkovitost z uporabo sistemov z več prehodi. Vodne cevi, ki vstopajo v kotel, lahko najprej preidejo skozi območje dimnih plinov, ki odvzame nekaj odpadne toplote in predgreje vodo. Cevi lahko nato več kot enkrat preidejo skozi območje zgorevanja, da v celoti izkoristijo toploto zgorevanja, kar prav tako izboljša učinkovitost.
Učinkovitost zgorevanja kotla za mešanice zraka in goriva je ključnega pomena za pravilno delovanje kotla. Molekula goriva zahteva teoretično količino kisika za popolno zgorevanje, v resnici pa je potreben presežek kisika zaradi različnih izgub v območju zgorevanja. Zrak je približno 21 odstotkov kisika, zato je treba tudi neizgoreli dušik v zraku segrevati v kotlu in ga odvajati z dimnikom. To dodatno vpliva na učinkovitost kotla in proizvaja dušikove spojine, ki so povezane s kislim dežjem in nastajanjem smoga.
Preveč kisika zmanjša temperaturo zgorevanja kotla, lahko ustvari nekaj neželenih onesnaževal in zahteva gorivo za ogrevanje kisika in dušika, ki se ne uporabljata. Pomanjkanje kisika lahko zmanjša učinkovitost kotla in povzroči saje in druge stranske produkte, ki lahko sčasoma poškodujejo kotel. Raziskave so pokazale, da lahko spremljanje koncentracij kisika in zgorevalnih plinov v dimnih plinih ter vzdrževanje ustrezne temperature dimnih plinov optimizira delovanje kotla.
Manjše kotle je mogoče ročno nastaviti s senzorji za dimne pline in termometri za dimne pline, vendar imajo številni kotli koristi od avtomatskega krmiljenja. Kotli morda ne bodo delovali na eni delovni točki, vendar bodo imeli različne zahteve po pari ali delovne pogoje, zaradi česar so ročne nastavitve učinkovitosti nepraktične. Starejše kotle je mogoče naknadno opremiti z elektronskimi krmilniki, ki zagotavljajo povratne informacije vhodnim črpalkam za zrak in gorivo, da zagotovijo najboljše razmerje za zgorevanje.