Hệ thống nồi hơi tàu thủy (boiler system) có thể gồm có:
Nồi hơi (một hoặc nhiều chiếc): thiết bị chính trong hệ thống. Hệ thống nhiên liệu (fuel system): bao gồm bơm dầu đốt, bầu
hâm dầu, thiết bị đốt dầu, két chứa dầu, phin lọc dầu...
Hệ thống cấp nước (feed water system): bao gồm bơm cấp nước
nồi, bầu hâm nước cấp, két nước cấp, két nước ngưng, bầu ngưng...
Hệ thống xử lý nước nồi (water conditioning equipments): bao
gồm bầu lọc nước, bộ làm mềm nước, két hóa chất...
Hệ thống thông gió (ventilation system): bao gồm quạt gió, quạt
hút khói.
Hệ thống phân phối hơi (steam distribution system): bao gồm
van hơi chính, ống dẫn hơi, van giảm áp...
Các thiết bị cải thiện chất lượng hoạt động của nồi hơi (boiler
maintenance equipment): gồm có van gạn mặt, van xả đáy, bộ
khử khí, thiết bị thổi muội, thiết bị khô hơi...
Các thiết bị tận dụng nhiệt (economizers) như: bộ sấy hơi, bộ
tận dụng nhiệt hâm nước, bộ tận dụng nhiệt sấy không khí, bộ giảm sấy...
Các thiết bị điều khiển và kiểm tra (control & monitoring
điện từ, van một chiều... và các thiết bị tự động điều chỉnh quá trình làm việc của nồi hơi.
Các thiết bị chỉ báo, báo động và bảo vệ (indicators, alarm
system and protection equipment): bao gồm ống thủy, kính
nhìn, áp kế, nhiệt kế, đèn báo động, chuông báo động, van an toàn, rơle áp lực...
Dưới đây là ví dụ về hệ thống nồi hơi điển hình dưới tàu hiện nay. Nồi hơi sử dụng ở hệ thống này là kiểu nồi hơi hình trụ đứng ống nước đứng. Dầu đốt sử dụng cho nồi hơi có thể là dầu nặng (FO) hoặc dầu nhẹ (DO). Khi cần chuyển đổi loại nhiên liệu, ta chỉ cần đóng mở các van tương ứng.
Trên sơ đồ này, ta có thể nhận thấy và phân biệt các hệ thống phục vụ cho nồi hơi, đó là: hệ thống nhiên liệu (bao gồm phin lọc dầu, bơm dầu tuần hoàn, bầu hâm dầu, van điện từ, súng phun...), hệ thống nước cấp (bao gồm két nước cấp, két nước ngưng, hai bơm cấp nước nối song song, bầu ngưng, van một chiều...), hệ thống phối hơi (bao gồm van hơi chính, bình tích năng, van tắt...) và một số thiết bị phục vụ khác. Bơm dầu luôn chạy ngay cả khi nồi hơi đang tắt, dầu đốt được bơm cấp liên tục qua bầu hâm, vào súng phun. Giả sử lúc này nồi hơi đang dừng, van điện từ trên đường dầu về sẽ mở, do đó, dầu từ súng phun trở về luôn cửa hút của bơm, tạo thành một mạch dầu tuần hoàn. Điều này giúp cho dầu đốt luôn được hâm ở một nhiệt độ nhất định để có thể sẵn sàng cho việc đốt nồi bất kỳ lúc nào. Khi có tín hiệu đốt nồi hơi, van điện từ sẽ đóng, áp lực dầu vào súng phun tăng vọt và dầu được phun vào buồng đốt, hòa trộn với không khí tạo thành hỗn hợp nhiên liệu dưới dạng sương mù. Cùng lúc đó, thiết bị đánh lửa hoạt động và quá trình cháy bắt đầu.
Khi nồi hơi hoạt động, mức nước trong nồi sẽ liên tục thay đổi. Việc duy trì một mức nước phù hợp được thực hiện bởi các bơm cấp nước kết hợp với thiết bị cảm ứng mức nước nồi. Các bơm này được bật/tắt thông qua các rơle điều khiển. Tín hiệu mức nước được truyền tới rơle từ thiết bị cảm ứng mức nước đặt trong ống thủy. Khi mức nước nồi cạn dưới mức cho phép, rơle điều khiển sẽ đưa tín hiệu bật bơm để bổ sung. Các bơm có thể hoạt động độc lập hoặc song song. Thông thường, chỉ có một bơm hoạt động, bơm còn lại để dự phòng. Bơm có thể hút nước từ két nước cấp hoặc két nước ngưng. Nước trong két nước ngưng chính là nước ngưng tụ từ hơi về bầu ngưng. Trên đường cấp nước tới nồi hơi, một van một chiều được lắp để tránh hiện tượng trào ngược khi áp suất trong nồi hơi tăng cao. Khi mức nước nồi cao quá mức cho phép, rơle điều khiển sẽ đưa tín hiệu dừng bơm.
Khi áp suất trong nồi đủ cao, hơi nước sinh ra có nhiệt độ đủ lớn, ta mở van hơi chính để đưa hơi đi sử dụng. Ngay trước van hơi chính là một bình tích năng, thiết bị này có nhiệm vụ duy trì áp lực hơi ở một giá trị không đổi. Một van tắt được bố trí giữa đường cấp hơi đi công tác và đường hơi về. Van tắt có chức năng điều chỉnh lượng hơi đi sử dụng, ví dụ như khi muốn giảm lượng hơi đi công tác, ta mở van tắt đến một độ mở nhất định để trích một phần hơi về thẳng bầu ngưng. Đây là một hệ thống nồi hơi cơ bản, khá đơn giản và nhỏ gọn. Với nồi hơi cỡ lớn, ở những hệ thống lớn, nhiều thiết bị, phụ kiện khác được trang bị. Chúng ta sẽ lần lượt nghiên cứu cụ thể kết cấu của từng loại nồi hơi, các thiết bị cũng như hệ thống phục vụ ở những chương tiếp theo.