加热炉的组成部分一般分为五部分，即辐射室、对流室、燃烧器、余热回收系统和通风系统。其中还有炉壳体、鼓风机或引风机、钢结构支撑、火嘴风门、管板箱、耐火衬里、空气预热器、烟囱、挡板、仪表、吹扫蒸汽接口、燃料和物料的管线和阀门等附件设备。
辐射室是全炉重要的部分，也称为炉膛，包括燃烧器、风道、炉管、炉管支撑、耐火衬里等部分。辐射室炉墙由耐热层、隔热层和保护层等部分组成。耐热层不仅能耐高温，而且有再辐射性能，能将吸收的热量再辐射给炉膛。耐热层分为耐火砖砌筑和耐火衬里两类。辐射室的主要传热方式是热辐射，并且热负荷全炉的70%-80%，为节省投资，应尽量减少炉膛体积，因为火焰温度很高，不能直接冲刷炉管，火焰离炉管远，辐射传热量就会小。
对流室的主要传热方式是对流，组成结构包括遮蔽管、对流管、耐火衬里、管线支撑和挂钩等。对流室可以担负全炉热负荷的20%-30%，吸热量的比例越大，则全炉的热效率越高，对流室多采用钉头管和翘片管是为了尽量提高传热效果。
燃烧器是加热炉炉子的重要组成部分，可以产生热量，由燃料喷嘴、配风器、燃烧道三部分组成，同时燃烧器可以按所用燃料的不同分为燃油燃烧器、燃气燃烧器和油-气联合燃烧器，其性能的好坏会直接影响燃烧质量及炉子的热效率。在操作的过程中要注意火焰保持刚直有力，调整火嘴尽可能使炉膛受热均匀，避免火焰舔炉管，并实现低氧燃烧。燃烧器同时还要有可靠的燃料供应系统和良好的空气预热系统，以保证燃烧质量和热效率。
余热回收系统是指从离开对流室的烟气中进一步回收余热的系统，分为空气预热方式回收热量和余热锅炉回收热量两种方法进行热量回收。加热炉的余热回收系统多采用空气预热方式，余热锅炉多应用于高温管式炉和纯辐射炉。
通风系统则是将燃烧用空气导入燃烧器，并将废烟气引出炉子的部分。可以分为自然通风方式和强制通风方式。近些年来，多采用强制通风方式是因为随着炉子结构的复杂化，炉内烟气侧阻力增大，加之提高炉子热效率的需要。
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