在化工生产中,很多气体物料需要通过加热炉来提高温度。一般都是通过管式炉对气体物料进行加热,提高气体的流速,以提高传热效率。管式加热炉根据结构形式的不同,通常有列管式加热炉、蛇管式加热炉、盘管式加热炉、立管式加热炉等。 下面以应用较广的管式加热炉为例,介绍加热炉的结构。
管式加热炉(或称管式炉)是加热炉的一种,一般由四个部分组成,即辐射室(炉膛)、对流室、烟囱和燃烧设备(火嘴)。
    辐射室又称炉膛。从燃烧器喷出的燃料在辐射室内燃烧,由于火焰温度很高(可达1500~1800℃),因此不能让火焰直接冲刷炉管,热量主要以辐射方式传送。加热炉负荷的70%左右在辐射室内传递。
    离开辐射室的烟气温度多控制在700-900℃左右。这么高温的烟气还有很大热量应该利用,所以往往要设置对流室。对流室内,高温烟气以对流方式将热量传给对流管内的流动油品。对流室比辐射室小,但较窄较高。有时在对流室内可以加几排蒸汽管或热水管,提供生产或生活上所需的蒸汽或热水。为了提高传热效果,可将对流管做成钉头管或冠片管。另外,对流管内油品与管外烟气的流动方向应相反,以提高烟气与油品的温差,从而提高传热效果。
    烟囱的作用是提高抽力,将烟气排人大气中。烟囱可以布置在炉顶或炉体旁,可以单独使用或共同使用一个烟囱。一般,烟气离开对流室的温度300-400℃。可以用空气预热器来回收其中一部分热量,使烟气温度降低到200℃左右,再进入烟囱排走,以提高炉效。烟气的排出一般依靠自然通风,即利用烟囱内高温烟气的重度比烟囱外空气轻而产生的抽力,将烟气排人大气。烟囱越高,抽力越大。烟道内加一块调节挡板,通过调节挡板的开度,可控制抽力的大小,从而保证辐射室内最合适的负压,使火焰不致于外排,保证安全操作。
    加热炉的燃烧器俗称火嘴。在加热炉中,火嘴是主要的一种部件。加热炉的火嘴种类很多,输油用加热炉的火嘴通常在辐射室的侧壁、底部或顶部,供给燃烧所用的燃料和空气。燃烧产生的高温火焰以辐射换热方式,把热量经辐射室炉管传给管内流动着的原油。火焰放出一部分热量后,成为700~900℃的烟气,以对流方式又将一部分热量传给对流室炉管内流动的原油。最后烟气携带相当数量的热量,经烟囱排入大气中。