過熱器是將飽和蒸汽或濕蒸汽轉化為過熱蒸汽或干蒸汽的裝置。過熱蒸汽用于發電的蒸汽輪機、蒸汽機以及蒸汽重整等工藝。過熱器分為三種類型：輻射式、對流式和單獨燃燒式。過熱器的尺寸可以從幾十英尺到幾百英尺（幾米到幾百米）不等。

• 輻射過熱器直接放置在靠近水冷壁的燃燒室輻射區，通過輻射吸收熱量。
• 對流過熱器位于爐子的對流區，通常位于省煤器之前（在熱煙氣的路徑中）。這些也稱為初級過熱器。
• 單獨燃燒的過熱器是放置在主鍋爐外部的過熱器，它有自己的獨立燃燒系統。這種過熱器設計在過熱器管道區域包含額外的燃燒器。這種類型的過熱器很少使用，因為效率低且蒸汽質量并不比其他過熱器類型好。

在蒸汽機中，過熱器重新加熱鍋爐產生的蒸汽，增加其熱能并降低其在發動機內冷凝的可能性。過熱器提高了蒸汽機的熱效率，并已被廣泛采用。已過熱的蒸汽在邏輯上稱為過熱蒸汽；非過熱蒸汽稱為飽和蒸汽或濕蒸汽。過熱器從20世紀初開始大量應用于蒸汽機車、大多數蒸汽車輛和固定式蒸汽機。該設備仍在世界各地的發電站與蒸汽輪機一起使用。

在蒸汽機車的使用中，迄今為止最常見的過熱器形式是火管式。這會將干管中供應的飽和蒸汽帶入安裝在煙箱中管板的過熱器集管中。然后蒸汽通過許多過熱器元件——長管，這些長管放置在大直徑火管內，稱為煙道。機車火災產生的熱燃燒氣體通過這些煙道，就像它們通過火管一樣，除了加熱水之外，它們還加熱它們流過的過熱器元件內的蒸汽。過熱器元件自身加倍，以便加熱的蒸汽可以返回；大多數人在火端這樣做兩次，在煙箱端這樣做一次，這樣蒸汽在被加熱的同時傳播的距離是集管長度的四倍。過熱的蒸汽，

通過過熱器元件的蒸汽冷卻它們的金屬并防止它們熔化，但是當節流閥關閉時，這種冷卻效果就消失了，因此煙箱中的風門關閉以切斷通過煙道的流動并防止它們被損壞。一些機車（特別是在倫敦和東北鐵路上）安裝了吸氣閥，當機車滑行時，空氣進入過熱器。這使過熱器元件保持涼爽，氣缸保持溫暖。在許多LNER機車的煙囪后面都可以看到排氣閥。

過熱器增加了蒸汽回路中節氣門和氣缸之間的距離，從而降低了節氣門動作的即時性。為了抵消這一點，一些后來的蒸汽機車在過熱器后的煙箱中安裝了前端節流閥。這種機車有時可以通過延伸整個鍋爐長度的外部油門桿來識別，煙箱外部有一個曲柄。這種布置還允許將過熱蒸汽用于輔助設備，例如發電機和空氣泵。前端節流閥的另一個好處是過熱蒸汽立即可用。使用圓頂節氣門，過熱器實際上需要一段時間才能真正提高效率。可以這樣想：如果將飽和蒸汽從鍋爐打開到過熱器，它會直接通過過熱器單元并進入汽缸，這樣就沒有太多時間讓蒸汽過熱。使用前端節流閥，蒸汽在過熱器單元中，而發動機位于車站并且蒸汽被過熱。然后當節氣門打開時，過熱蒸汽立即進入氣缸。

帶有過熱器的機車通常裝有活塞閥或提升閥。這是因為在高溫下很難保持滑閥的適當潤滑。

xxx個實用的過熱器是由WilhelmSchmidt在1880年代和1890年代在德國開發的。xxx臺過熱機車普魯士S4系列，具有早期形式的過熱器，建于1898年，并從1902年開始批量生產。1906年，大西部鐵路(GWR)在英國證明了該發明的好處。然而，GWR首席機械工程師GJChurchward認為施密特型可以改進，并進行了本土Swindon型的設計和測試，最終在1909年建造了Swindon3號過熱器。DouglasEarleMarsh進行了一系列在1907年10月至1910年3月期間，他的I3級成員使用飽和蒸汽與配備施密特過熱器的成員進行了對比測試，證明了后者在性能和效率方面的優勢。其他改進的過熱器由Gorton機車廠的GreatCentral鐵路的JohnG.Robinson、Eastleigh鐵路廠的倫敦和西南鐵路(LSWR)的RobertUrie和南方鐵路（英國）的RichardMaunsell引入，也在伊斯特利。現存最古老的帶有過熱器的蒸汽機車和xxx臺帶有過熱器的窄軌機車是STLB擁有的Bh.1，它在奧地利的MurValleyRailroad上運行游覽列車。

RobertUrie為LSWR設計的過熱器是他的H154-6-0級機車經驗的產物。在性能試驗的預期中，八個示例安裝了施密特和羅賓遜過熱器，另外兩個保持飽和狀態。然而，xxx次世界大戰在試驗開始之前就進行了干預，盡管1915年末的一份LSWR機車委員會報告指出，羅賓遜版本的燃油效率最高。在39,824英里（64,090.5公里）的平均距離內，它平均每英里消耗48.35磅（21.9千克）煤，而施密特和飽和示例分別為48.42磅（22.0千克）和59.05磅（26.8千克）煤.然而，該報告指出，兩種過熱器類型都有嚴重的缺陷，施密特系統在過熱器集管上具有阻尼控制，導致熱氣體冷凝成硫酸，從而導致過熱器元件出現點蝕和隨后的弱化。氣體泄漏在元件和集管之間也很常見，如果不拆除水平布置的組件，維護很困難。羅賓遜型由于相鄰的飽和和過熱蒸汽室引起溫度變化，導致材料應力，并且具有與施密特型相似的訪問問題。該報告的建議使Urie能夠設計一種新型過熱器，在過熱器集管的上方和下方具有單獨的飽和蒸汽集管。這些通過從飽和集管開始的元件連接，穿過煙管并返回到過熱器集管，整個組件垂直布置以便于維護。該設備在使用中非常成功，但建造起來又重又昂貴。

使用過熱器的主要優點是減少燃料和水的消耗，但要付出增加維護成本的代價。在大多數情況下，收益大于成本，過熱器被廣泛使用。一個例外是調車機車（切換器）。英國調車機車很少配備過熱器。在用于礦產運輸的機車中，優勢似乎微乎其微。例如，東北鐵路為其部分NERP級礦物機車安裝了過熱器，但后來開始拆除它們。如果不仔細維護，過熱器容易在過熱器管中的U形轉彎處爆裂的管中發生特定類型的危險故障。這在制造和安裝時都很難進行測試，并且破裂會導致過熱的高壓蒸汽立即逸入大煙道，然后又回到火場并進入駕駛室，對機車人員造成極大的危險。