Паровий казан, пристрій, що має топку, обігрівається газоподібними продуктами спалюваного в топці органічного палива і призначене для здобуття пари з тиском вище атмосферного, використовуваного поза самим пристроєм. Робочим тілом переважної більшості П. до. є вода. П. до. називають також рідко вживані парогенератори (електроказани), що обігріваються електричною енергією.
Згадки о П. до. як про парогенераторі, відокремленому від топки, зустрічаються в роботах учених: італійця Дж. делла Порту (1601), француза С. де До (1615), англійця Е. С. Вустера (1663). Проте промислове вживання П. до. почалося на рубежі 17 і 18 вв.(століття) у зв'язку з бурхливим розвитком гірничозаводської і вуглевидобувної промисловості. Ранні конструкції П. до. формою нагадували кулю або ж казани для варива їжі ( мал. 1 ), спочатку їх виготовляли з міді, а потім з чавуну. Одним з першого «сьогодення» П. до. рахують казан Д. Папена, запропонований їм в 1680.
Конструкції сучасних П. до. склалися в процесі зміни конструктивних форм що випускався до 2-ої половини 19 ст простого циліндрового П. до. паропроїзводітельностью 0,4 mlч ; поверхня нагріву цього П. до. не перевищувала 25 м-коду 2 , тиск пари 1 Мн/м-кодом 2 (10 кгс/см 2 ), а ккд(коефіцієнт корисної дії) 30%. Розвиток П. до. йшло по двох напрямах: збільшення числа потоків газів (газотрубниє П. до.) і збільшення числа потоків води і пари (водотрубні П. до.). Перші газотрубниє П. до. були циліндровими судинами, в які спочатку вставляли 1, 2 або 3 труби великого діаметру (жарові труби), а згодом десятки труб значно меншого діаметру (димогарниє труби), по яких проходіл газ.(газета)
Збільшення поверхні нагріву газотрубних П. до. відбувалося в габаритах первинного циліндрового казана або навіть в менших габаритах. Наслідком цього з'явилися деяке підвищення паропроїзводітельності казана (при незначному збільшенні сумарної маси), а також поліпшення передачі тепла від димових газів до поверхні нагріву, що призводило до зниження температури газів на виході з П. до., тобто до підвищенню ккд(коефіцієнт корисної дії).
Газотрубниє П. до. відрізнялися від циліндрових відносно малими розмірами і високим ккд(коефіцієнт корисної дії) (60%), проте паропроїзводітельность їх, обмежувана габаритами, не перевищувала декілька т/ч , а конструкційні особливості обмежували тиск пари в казані 1,5—1,8 Мн/м-коду 2 . Тому газотрубниє П. до. збереглися лише на транспортних установках (паровози, пароплави), а із стаціонарних установок вони повністю витиснені водотрубними казанами.
Створення водотрубних П. до. йшло шляхом збільшення числа циліндрів, що складали казан, спочатку до 3—9 відносно великих діаметрів (батарейні казани), а потім до десятків і сотень циліндрів невеликих діаметрів, що перетворилися на кип'ятильних, а згодом і в екранні труби ( мал. 2 ).
Збільшення поверхні нагріву водотрубних П. до. супроводилося збільшенням їх габаритів, і в першу чергу висоти, але в той же час у багато разів зростала паропроїзводітельность, зменшувалася питома витрата металу, все більше підвищувалися параметри пари і ккд(коефіцієнт корисної дії).
З 2-ої половини 19 ст випускалися камерні і секційні горізонтально-водотрубниє П. до. з природною циркуляцією, в яких кип'ятильні труби були розташовані з нахилом в 10—12° до горизонту. Камерний П. до. складався з одного або декількох барабанів, приєднаних до них збірних камер і пучків кип'ятильних труб, ввальцованних в камери. Його поверхня нагріву 350 м-коду 2 , паропроїзводітельность 10 т/ч при тиску 1,5 Мн/м-кодом 2 . Заміна плоских камер окремими секціями, в які ввальцовивалі по одному ряду труб, дозволила підвищити тиск пари, а із збільшенням числа секцій, з яких збирався казан, поверхня нагріву досягла 1400 м-коду 2 .
В 1893 російський інженер Ст Р. Шухов створив водотрубний П. до., який складався з подовжнього барабана і трубчастих батарей, що є 2 пучком труб, ввальцованних в плоскі стінки коротких циліндрових камер; залежно від числа батарей (від 1 до 5) поверхня нагріву казана могла змінюватися від 62 до 310 м-код 2 , а паропроїзводітельность від 1 до 7 т/ч при тиску пари до 1,3 Мн/м-код 2 . Конструкцією казана Шухова було дозволено завдання уніфікації окремих елементів і їх розмірів.
На початку 20 ст з'явилися вертікально-водотрубниє казани, які за дуже короткий час були доведені до високої міри досконалості. У 1913 паропроїзводітельность цих казанів не перевищувала 15 т/ч , а тиск пари 1,8 Мн/м-кодом 2 , до 1974 в СРСР паропроїзводітельность їх досягла 2500 т/ч при тиску 24 Мн/м-кодом 2 , а в США 4400 т/ч при тому ж тиску. Спочатку вертікально-водотрубниє П. до. складалися з одного верхнього і одного ніжнего барабанів, сполучених пучком прямих труб. Але вже в 20-х рр. 20 ст вони були повністю витиснені надійнішими казанами із зігнутими трубами. Типовою конструкцією в цій групі П. до. був трьохбарабанний казан Ленінградського металевого заводу (ЛМЗ), що випускався в 30-х рр. 20 ст Поверхня нагріву цих П. до. була від 650 до 2500 м-код 2 , паропроїзводітельность від 50 до 180 т/ч . П. до. був обладнаний камерною топкою для спалювання вугільного пилу., Пилеугольниє топки, що упроваджувалися в ті ж роки, дуже швидко набули надзвичайно широкого поширення і, з одного боку, сильно вплинули на розвиток конструкцій П. до., значно підвищивши їх паропроїзводітельность, а з іншої — дозволили вельми ефективно використовувати будь-яке низькосортне місцеве вугілля. Впровадження камерних топок привело до створення топкових екранів, які є випарними трубами, розташованими на стінах топкової камери. Спочатку екрани закривали лише частину стенів і призначалися для захисту обмурівки від безпосередньої дії полум'я, яке приводило до шлакування топки і руйнування обмурівки. Поступово екрани стали закривати все велику частину стенів топок, а сучасні П. до. мають повністю екрановані топки. Екрани, що сприймають тепло, випромінюване полум'ям і гарячими димовими газами (радіаційні поверхні нагріву), працюють інтенсивніше, ніж кип'ятильні труби що знаходяться в зоні нижчих температур (конвективні поверхні нагріву). Тому поверхня нагріву екранованих казанів значно менша, ніж в неекранованих такий же паропроїзводітельності; у казанах з суцільним екрануванням топкової камери, званих радіаційними казанами, кип'ятильний пучок майже відсутній. У 30-і рр. в СРСР Л. К. Рамзіним були сконструйовані водотрубні казани з примусовою циркуляцією (див. Прямоточний казан ). Про пристрій сучасних П. до. див.(дивися) в ст. Котлоагрегат .
В СРСР все П. до., що працюють з тиском більше 0,17 Мн/м-код 2 , повинні виготовлятися, вмонтовуватися, прийматися в експлуатацію і експлуатуватися відповідно до правил Котлонагляду . Енергетичні казани повинні експлуатуватися з дотриманням також і правил технічної експлуатації електростанцій.
Літ.: Максимов Ст М., Котельні агрегати великої паропроїзводітельності, М., 1961; Парогенератори, під ред. А. П. Ковальова, М. — Л., 1966; Зах Р. Г,, Котельні установки, М., 1968; Щегольов М. М., Гусев Ю. Л., Іванова М. С., Котельні установки, 2 видавництва, М., 1972; Гусев Ю. Л., Основи проектування котельних установок, 2 видавництва, М., 1973.
