Uma caldeira é um vaso fechado cuja finalidade é a criação de água quente ou vapor. Este vapor é então usado como fonte de energia para vários fins (consulte a próxima seção para alguns exemplos).

Normalmente, para criar vapor em uma caldeira, carvão, óleo ou gás são convertidos em calor por combustão. Esse calor é então aplicado à água contida na caldeira e, à medida que a água é aquecida, transforma-se em vapor.

O vapor produzido por uma caldeira é utilizado como fonte de energia para diversos tipos de necessidades, incluindo:

• Geração de energia . O vapor pode ser usado para alimentar componentes em várias instalações, como bombas, ventiladores ou turbinas para gerar eletricidade.
• Produção . A energia movida a vapor pode ajudar uma empresa na fabricação de um produto, fornecendo energia, o calor extremo necessário para a produção ou esterilização.
• Controle do clima . O vapor também pode ser usado para alimentar unidades de CA e aquecimento, seja para manter a temperatura necessária para o equipamento ou para criar um ambiente de trabalho confortável para os funcionários.

As caldeiras são projetadas para transferir a quantidade máxima de calor da combustão para a água na caldeira usando condução, convecção e radiação. 

Quanto mais eficiente for esse processo, maior será a economia para a empresa.

Mas as caldeiras não aquecem simplesmente a água para produzir vapor. As condições dentro de uma caldeira também são otimizadas para aumentar o ponto de ebulição da água por meio da pressurização. Isso funciona da mesma forma em uma panela de pressão, onde uma vedação hermética acelera o tempo que leva para ferver a água ou para cozinhar em geral.

Através da combinação de pressão, uma fonte de combustível eficiente e um mecanismo eficiente de transferência de calor para a água, as caldeiras são capazes de criar uma grande quantidade de energia na forma de vapor.

As caldeiras usam vários tipos de combustível para criar calor e, assim, gerar vapor:

• Carvão . Esta é uma fonte de combustível comum para caldeiras
• Gás . Gás refere-se a propano ou gás natural
• Óleo . Óleo refere-se a gasolina ou fluidos à base de petróleo
• Lascas ou pellets de madeira . Apenas as caldeiras de biomassa podem usar pellets de madeira como combustível.

Existem muitos tipos diferentes de caldeiras por aí. A diferença entre eles tem a ver com a forma como o calor é transportado para ou através da água para transformá-lo em vapor.

Aqui estão alguns dos tipos mais comuns de caldeiras:

• Caldeira Fire-Tube . Em uma caldeira de tubo de fogo, o combustível é queimado dentro do forno e, em seguida, o calor produzido é transferido por tubos através da água do tanque para gerar vapor. As caldeiras de tubo de fogo são um dos tipos mais baratos de caldeiras para criar, uma vez que seu design e construção são bastante simples. Pelo mesmo motivo, eles são normalmente limitados a aplicações de baixa e média pressão porque seu invólucro não é espesso o suficiente para pressões mais altas.
• Caldeira de recuperação . Caldeiras de recuperação são utilizadas na indústria de celulose e papel. Eles queimam licor negro (um subproduto da polpação) e recuperam elementos inorgânicos para gerar vapor superaquecido.
• Caldeiras de tubo de água . As caldeiras de tubo de água são semelhantes às caldeiras de tubo de fogo, mas nas caldeiras de tubo de água os tubos de água são aquecidos dentro do forno para criar vapor em vez de aquecer tubos de fogo que então transferem calor para a água dentro de um tanque. As caldeiras de tubo de água são mais eficientes do que as caldeiras de tubo de fogo, mas também mais complexas e, portanto, mais caras.
• Caldeira de biomassa . As caldeiras de biomassa são semelhantes às caldeiras movidas a gás, exceto que usam biocombustível, como lascas de madeira, pellets de madeira, toras ou outras formas de biomassa para criar calor em vez de usar combustíveis fósseis.

Algumas das maiores indústrias que usam caldeiras em seu trabalho são petróleo e gás , geração de energia , produtos químicos e aço . 

Mas as caldeiras são importantes nas operações diárias de várias outras indústrias. Aqui estão alguns deles:

• Destilarias de álcool
• Cimento
• Fertilizante
• Pintar
• Farmacêutica
• Madeira compensada
• Polpa e papel 
• Borracha
• Açúcar 
• Têxtil

Como as caldeiras estão sujeitas a variações extremas de temperatura e pressão, elas precisam ser incrivelmente resistentes. 

As caldeiras industriais geralmente são feitas soldando-se placas de aço espessas, que geralmente podem suportar as altas pressões exercidas contra elas.

Mas essas placas podem rachar e entortar com o tempo, razão pela qual os procedimentos de manutenção adequados são tão importantes. Se um problema não for detectado por muito tempo, a caldeira pode explodir repentinamente com uma força equivalente à de uma bomba explodindo.

É por isso que a segurança é a principal preocupação ao realizar inspeções de caldeiras.

Outra preocupação é preservar a longevidade da caldeira. Mesmo que um desastre não seja iminente, permitir que uma falha persista sem manutenção pode levar a uma vida útil mais curta para o ativo, o que aumentará os custos para a empresa.

A maioria das leis e diretrizes das seguradoras recomendam uma inspeção anual das caldeiras. Essa inspeção seria uma inspeção interna e externa completa, com a caldeira fria e sem pressão.

No entanto, algumas organizações recomendam a realização de uma inspeção externa adicional na metade do ano, enquanto a caldeira está sob pressão.

Estudos têm mostrado que aumentar a frequência das inspeções de caldeiras pode levar a um aumento na vida útil dos ativos e uma redução na liberação de gases de efeito estufa , mas as empresas devem pesar esses benefícios em relação ao custo de fazer mais inspeções.