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高溫箱式加熱爐工作原理：利用燃料在爐膛內燃燒時產生的高溫火焰與煙氣作為熱源，來加熱爐管中流動的介質，使其達到規定的工藝溫度。
燃料從燃燒器噴出燃燒，產生高溫火焰和高溫煙氣，高溫火焰通過輻射將熱量傳給輻射室內的爐管，進而傳給爐管內的介質。高溫煙氣由于煙囪的抽力或引風機的作用向上進入加熱爐的對流室，通過對流的方式將熱量傳給對流室內的爐管，進而傳給爐管內的介質。
高溫箱式加熱爐一般由輻射室、對流室、余熱回收系統、燃燒器和通風系統等五部分組成。其結構通常包括：鋼結構、爐管、爐墻（爐襯）、燃燒器、孔類配件等。
高溫箱式加熱爐的組成
加熱爐進行熱交換的主要場所，其熱負荷約占全爐的70％-80％。烴類蒸汽轉化爐、乙烯裂解爐的反應和裂解過程全部由輻射室來完成。
通過火焰或高溫煙氣進行傳熱，以輻射熱為主，故稱之為輻射管。它直接受火焰輻射沖刷，溫度高，其材料要具有足夠的高溫強度和高溫化學穩定性。
對流室
對流室是靠輻射室排出的高溫煙氣進行對流傳熱來加熱物料。煙氣以較高的速度沖刷爐管管壁，進行有效的對流傳熱，其熱負荷約占全爐的20％-30％。對流室一般布置在輻射室之上，有的單獨放在地面。為了提高傳熱效果，爐管多采用釘頭管或翅片管。
余熱回收系統
圖為空氣預熱器模塊
余熱回收系統是用以回收加熱爐的排煙余熱的?；厥辗椒ㄓ袃深悾阂活愂强款A熱燃燒空氣來回收，使回收的熱量再次返回爐中；另一類是采用另外的回收系統回收熱量。前者稱為空氣預熱方式，后者通常用水回收稱為廢熱鍋爐方式。
空氣預熱方式有直接安裝在對流室上面的固定管式空氣預熱器，還有單獨放在地面上的管式空氣預熱器等型式。
目前，爐子的余熱回收系統多采用空氣預熱方式，只有高溫管式爐(烴類蒸汽轉化爐、乙烯裂解爐)和純輻射爐才使用余熱鍋爐，這類高溫管式爐的排煙溫度較高，安裝余熱回收系統后，爐子的總效率可達到88％-90％。
燃燒器的作用是完成燃料的燃燒，為熱交換提供熱量。燃燒器由燃料噴嘴、配風器、燃燒道三部分組成。燃燒器按所用燃料的不同可分為燃油燃燒器、燃氣燃燒器和油-氣聯合燃燒器。燃燒器性能的好壞，直接影響燃燒質量及爐子的熱效率。操作時，特別應注意火焰要保持剛直有力，調整火嘴盡可能使爐膛受熱均勻，避免火焰舔爐管，并實現低氧燃燒。要保證燃燒質量和熱效率，還必須有可靠的燃料供應系統和良好的空氣預熱系統。
通風系統
通風系統的作用是把燃燒用空氣導入燃燒器，將廢煙氣引出爐子。它分為自然通風和強制通風兩種方式。前者依靠煙囪本身的抽力，后者使用風機。
過去，絕大多數爐子都采用自然通風方式，煙囪通常安裝在爐頂。近年來，隨著爐子結構的復雜化，爐內煙氣側阻力增大，加之提高爐子熱效率的需要，采用強制通風方式日趨普遍。
爐膛、爐墻、爐管與鋼結構
爐膛與爐墻
爐膛是由爐墻、爐頂和爐底圍成的空間，是對物質進行加熱的地方。爐墻、爐頂和爐底通稱為爐襯，爐襯是加熱爐的關鍵技術條件之一。在加熱爐的運行過程中，不僅要求爐襯能夠在高溫和荷載條件下保持足夠的強度和穩定性，要求爐襯能夠耐受煙氣的沖刷和侵蝕，而且要求有足夠的絕熱保溫和氣密性能。
為此，爐襯通常由耐火層、保溫層、防護層和鋼結構幾部分組成。其中耐火層直接承受爐膛內的高溫氣流沖刷和侵蝕，通常采用各種耐火材料經砌筑、搗打或澆注形成。
保溫層通常采用各種多孔的保溫材料經砌筑、敷設、充填或粘貼形成，其功能在于大限度地減少爐襯的散熱損失，改善現場操作條件。
防護層通常采用建筑磚或鋼板，其功能在于保持爐襯的氣密性，保護多孔保溫材料形成的保溫層免于損壞。
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