工作原理
燃氣輻射管是工業窯爐中常用的加熱裝置，主要的傳熱方式是輻射，它的工作原理是：輻射管的入口端是燃燒器，出口端與煙道相連，燃氣與空氣在密封的管內燃燒，燃燒產生的火焰流及所生成的煙氣流向煙道，通過加熱輻射管向爐內輻射能量，加熱爐子本體以及爐內被處理的工件或物料。有的燃氣輻射管具有煙氣餘熱回收裝置，即煙氣經過換熱器後加熱冷空氣，冷空氣與燃料一起燃燒。
結構構成
輻射管的基礎部件是射管管體，燃燒器兩部分，高效率的輻射管往往有廢熱回收裝置。
輻射管
輻射管的關鍵部件是管體，它將燃料燃燒釋放的熱量輻射給被加熱物料。因為管體表面直接接觸燃燒火焰和高溫煙氣，所處的工作環境惡劣，對於金屬性材料的輻射管來說，由於長時間被局部灼燒和氧化會使材料失效；若沿管體長度方向存在較大的溫差，管體則需要承受較大的熱應力，這將直接影響管體壽命的長度；再加上燃燒時氣流的衝擊，也會產生一定的震動。
因此，輻射管的材料需滿足下列幾個條件：
1)耐高溫； 2)表面黑度高； 3)導熱係數大； 4)較高的結構強度和良好的氣密性； 5)在最高工作溫度及自身負荷作用下，抗氧化性能好，並可以承受足夠大的高溫蠕變和破壞強度；6)熱膨脹係數小；7)成本低等。
目前國內使用的輻射管材質大部分是耐熱鋼，溫度的使用範圍在 900～1000℃左右。其加工方法通常採用軋制、擠壓鋼管或離心鑄造製成。理論上，各種耐熱鋼的最高使用溫度會隨使用條件、可控氣氛的變化而變化。實際生產過程中，應結合窯爐溫度及爐氣氛、被加熱物料的種類等工藝條件選擇合理的輻射管材質。
燃燒器
輻射管加熱技術的核心裝置是燃氣燃燒器，輻射管通過燃燒器將進入的燃料燃燒加熱，燃燒器的功率大小控制著壁面溫度分布，從而影響輻射管的功率、熱效率和壽命。燃燒器為滿足工藝要求需具有以下的特點：
1)燃燒火焰穩定性良好，在較低的過剩空氣係數下可以穩定燃燒； 2)在頻繁開關的情況下，不會發生回火或嚴重積碳現象； 3)在燃氣流量調節過程中，空氣係數保持比較穩定； 4)燃燒器及固定裝置的表面溫度<100℃，分布較均勻，儘量減小局部過熱；5)便於維修及更換。
燒嘴
平行流和旋流燃燒噴嘴是常用的輻射管燃燒噴嘴形式。隨著燃燒技術的發展，與輻射管配合使用的燃燒器形式逐漸得到創新，如低 NOX燃燒器、高溫空氣燃燒燃燒器和蓄熱式燃燒器等，在使用過程中取得了很好的效果。目前蘇制 TPHY、TYD型輻射管是較先進的輻射管燃燒形式。在燃氣輻射管整個裝置中，提高燃氣輻射管熱效率的重要部件是廢熱回收裝置。沒有設定煙氣餘熱回收裝置的輻射管，排煙損失較大，熱效率低。在輻射管排煙端設定廢熱回收裝置，對燃料或者助燃氣空氣進行預熱，降低了排煙溫度，在效率提高的同時，減輕了環境污染。
特點
燃氣輻射管的特點：
1) 主要通過輻射這一傳熱方式對物料進行加熱；
2) 燃燒廢氣不直接排入爐內，可方便的控制和調節爐內氣氛；
3) 加熱溫度雖然受輻射管耐熱溫度的限制，但可通過對輻射管的數量及放置方式的不同對爐內溫度分進行控制；
4) 因為加熱、冷卻速度快，並且調節幅度大，能夠實現較複雜的溫度控制以
及加熱程式化；
5) 根據爐子的型式及用途不同，選用不同形式的輻射管，如直管型、套管型、U 型管等，即使對於形狀複雜及小口徑的輻射管，也能實現穩定的燃燒，溫度分布均勻性較好。
6) 可方便的安裝廢熱回收裝置，利用燃燒產物的熱量預熱助燃氣空氣，提高爐子熱效率；
7) 使用壽命長，易維護、修理和更換；
8) 噪音低，排放污染物含量低。
分類
按結構類型分類燃氣輻射管有直管型、套管型、U 型、W 型、O 型、P 型、三叉型等。
直管型輻射管
在直管的一端裝燃燒器，燃氣在燃燒器的點燃後在管內燃燒、燃燒產生的廢氣從管子的另一端排出。這種型式的輻射管優點是結構最簡單，缺點是管壁表面溫度分布均勻性差、熱效率較低。在悶爐或停爐的情況下，會因自然通風而造成熱量損失。高溫工業爐上，可使用耐熱的陶瓷材料輻射管。可以將兩根直通型輻射管成對使用，一根管子出口處設定廢熱回收裝置，另一根輻射管預熱燃燒所需的空氣，不僅能改善輻射管管壁表面溫度分布，還能提高熱效率，但安裝拆卸不方便。
套管型輻射管
套管式結構，由內管和外管組成。優點是管壁表面溫度分布的均勻性好，熱效率相對高些，拆裝容易。套管型輻射管若採用廢氣再循環裝置，管壁表面溫度分布更加均勻，內管的熱應力大大降低，煙氣溫度降低，熱效率提高。缺點是由於內管承受的溫度比外管高，因此內管材料的耐久性要求會更高，提高了加工成本。
U 型輻射管
相當於加長的直管型輻射管，在中間彎曲而成。廢熱回收裝置與燃燒器可安裝在同一側也可以安裝在兩側。這種型式的輻射管表面溫度分布較均勻、熱效率較高，套用更廣泛。
W型、O型、P型輻射管
相對 U 型輻射管，W 型輻射管的熱效率較高，但其壁面溫度分布及使用壽命比 U 型差。P 型輻射管是一種廢氣再循環型式。由於結構複雜、製作困難，實際套用少，O 型輻射管制造複雜、造價高、管子表面溫度分布不均勻，使用壽命不及 U 型，實際套用也不多。實際上，帶廢熱回收裝置的套管型輻射管、帶廢熱再循環的套管型輻射管、帶廢熱回收裝置的 U 型輻射管等，套用最為廣泛。
