Garo katilų sukūrimas yra glaudžiai susijęs su pirmojo energetinio garo naudotojo – garo mašinos sukūrimu. Katilai ir pagrindinis garolaidis buvo gaminami iš vario, vandens vamzdžiai iš švino.
Pirmųjų katilų dūmų aptekamas mūrinio paviršiaus plotas buvo didesnis už katilo šildomojo paviršiaus plotą, todėl kuro šiluma buvo naudojama neracionaliai. Dūmai nueidami trumpą kelią, nesugebėdavo visos savo šilumos atiduoti katile esančiam vandeniui ir išeidavo dar gana aukštos temperatūros. Tokių garo katilų naudingumo koeficientas buvo labai mažas. Njukomenas katilo gamybai naudojo ketų, o I. Polzunovas pirmasis – plieną.
Tobulėjant garo mašinoms, kito ir garo katilų konstrukcija, didėjo gaminamo garo slėgis, nuo XIX a. vidurio pradėtas naudoti perkaitintas garas.
Pradinė garo katilo forma buvo panaši į virtuvės virinimo katilą, vėliau ji buvo pakeista cilindrine forma. XIX a. viduryje pasirodė horizontalių ir vertikalių vamzdžių katilai, o maždaug nuo 1930 m. konstruojami ekraniniai natūralios cirkuliacijos vandens vamzdžių, taip pat ir priverstinės cirkuliacijos ( daugkartinės cirkuliacijos ir tiesiasroviniai) garo katilai.
XIX a. viduryje pradėti naudoti ekonomaizeriai – išeinančiais dūmais šildomi elementai, kuriose kaitinamas katilo maitinimo vanduo. Jų panaudojimas buvo labai efektyvus, kadangi ekonomaizerių temperatūrų skirtumas didesnis negu katilo garinimo elementų gale, o gamyba pigi.
1860 m. išryškėjo garo perkaitinimo tikslingumas, todėl katile buvo įrengtas specialus elementas – perkaitintuvas. Iš pradžių garas buvo perkaitintas silpnai , ir tik XX a. ši temperatūra pakilo iki 360 – 315 C
XIX a. pabaigoje labai paplito karštą vandenį naudojančios centrinio šildymo sistemos. Vanduo buvo šildomas iš atskirų sekcijų surenkamose ketiniuose katiluose.
Įvairių tipų ketinių vandens šildymo katilų šiluminis našumas mažas. Didėjant šilumos poreikiams, iš pradžių apšildymo katilines naudojo pramoninius garo katilus , vandenį šildydami garu specialiuose šildytuvuose. Tokia katilinė buvo gana sudėtinga ir brangi.
Tik XX a. viduryje pradėti gaminti didelio našumo plieniniai vandens šildymo katilai. Katilinės , kuriose vanduo šildomas tiesiogiai plieniniuose vandens katiluose, daug pigesnės ekonomiškesnės, joms nereikalingi tarpiniai šildytuvai, paprastesnis jų maitinimas.
Garo katilo paskirtis – gaminti sausą sotųjį arba perkaitintą vandens garą ar karštą vandenį. Perkaitinto garo gamybos procesas susideda iš trijų stadijų: maitinamojo vandens šildymas iki virinimo temperatūros, sauso sočiojo garo gamyba ir sauso sočiojo garo perkaitinimas. Maitinimasis vanduo šildomas ekomaizeryje, vandens garas gaminamas garinamuosiuose paviršiuose, garas perkaitinamas perkaitintuve.
Pagal vandens ir garo judėjimą garinamuosiuose paviršiuose katilai skirstomi į : 1) natūralios cirkuliacijos; 2) didelio vandens tūrio garo katilai; 3) tiesių vandens vamzdžių garo katilai; 4) ekraniniai garo katilai; 5) priverstinės cirkuliacijos garo katilai; 6) šiuolaikiniai pramoniniai garo katilai; 7) energetiniai garo katilai; 8) specialūs katilai.
Garo katilai apibūdinami trimis parametrais: našumu , slėgiu ir temperatūra. Našumu vadinamas per laiko vienetą pagaminto garo kiekis kg/s. Nominaliuoju katilo našumu vadinamas didžiausiais našumas , kurį gali pasiekti katilas jį eksploatuojant ilgą laiką , kai garo ir maitinamojo vandens parametrai nominalūs.
Priklausomai nuo našumo katilai skirstomi į mažus – iki 1,8 kg/s, vidutinius – 208 – 21 kg/s, didelius – 25 – 133 kg/s ir labai didelius – per 139 kg/s našumo.
Nominaliuoju garo slėgiu (MPa) ir temperatūra (‘‘C) vadinamas garo slėgis ir temperatūra koridoriuje p garo perkaitintuvo.
Garo temperatūra gali būti labai įvairi. Pramonės ir buities reikalams naudojamuose katiluose slėgis nebūna didesnis kaip 1,4 MPa. Juose gaminamas sausas sotusis arba truputį perkaitintas garas. Energetikoje naudojamų garo katilų slėgis yra 4 ir daugiau MPa. Garas juose visada perkaitinamas. Antai 4 MPa slėgio katiluose perkaitinto garo temperatūra 440 C, o 22,5 MPa slėgio katiluose – 545 – 585 ‘‘C.
