锅炉炉膛内的换热过程十分复杂。炉内传热与燃料燃烧、空气和燃料及燃烧产物的流动同时进行。随着烟气和火焰流向炉膛出口过程的发展，沿程火焰温度发生剧烈变化，火焰中的辐射成分也有改变，因此沿火焰长度方向火焰黑度也非定值；燃烧不同燃料时所形成的火焰辐射的物质成分不同，火焰的辐射特性也不同，炉膛内辐射受热面通常由于被灰垢所包覆，且燃用不同燃料时，灰垢厚度与物性也不同，处于炉内不同位置处的灰垢层厚度与性质也有差异，因此灰垢层表面温度也不同。炉内换热以辐射为主，兼有一定比例的对流换热，除旋风炉外对流换热的比例一般都不超过5%。上述多种复杂因素作用的结果，使得至今为止还未找到严格精确的理论计算方法，目前工程上炉内换热计算的方法仍然采用以简化的传热模型与相似理论为基础，根据大量试验和运行数据进行补充修正而得到的半经验或经验公式。