（七）手燒爐
1.特點
手燒爐是一種簡單層燃爐，它的加煤、撥火、清渣三項主要操作均靠人工，勞動強度大。所以，爐室的溫度、寬度和燃煤量都不能太大，即容量有限。因此，隻用於蒸發量2t/h以下的工業鍋爐。它在小型工業鍋爐中占有相當的比重。
燃燒的周期性，燃燒效率低，煙塵濃度高，司爐工勞動強度大；另一方麵，設備簡單、易操作，這些是手燒爐的基本特點。
2.結構
手燒爐是層燃爐中構造最簡單的一種。燃煤從爐門投撒到灼熱的燃燒層上，新燃料受到下部已燃燒的煤層烘烤，又受到上部爐內高溫的輻射，著火條件良好。對高水份、低揮發份的煤都可燃燒，所以對爐排的要求除了必須有足夠的耐熱強度和散熱良好外，還要求沿整個爐排的空氣分布均勻而組力小.同時，也要注意減少漏煤。
現常用的手燒固定爐排有板狀、條狀兩種。條狀爐排在兩片之間有3-15mm的通風縫隙，其活截麵上通風縫隙總截麵積與爐排總截麵積之比，約為20-30%。它適於燃用高揮發份的煤。由於活截麵大，通風阻力小，一般無需鼓風機，但漏煤較多。板狀爐排上開有若幹長圓形通風孔，其活截麵較小，僅8-20%，適於燃用低揮發份和低灰熔點的煤。此時，燃燒溫度的氧化區距爐排麵較遠，爐排工作條件較好，但金屬耗量增加。活截麵較大者，則相反。
有些鍋爐上還采用蜂窩爐排，結構簡單，漏煤損失小，但冷卻條件稍差。快裝鍋爐上采用的蝶形爐排漏煤極少，通風均勻，唯結構複雜，必須配備鼓風機。
為了減輕清爐時的勞動強度，還有采用搖動爐排和翻轉爐排的，能使燃燒過程較穩定，但灰渣中可燃物含量有所增加。
因手燒爐的運行多由人操作，因此，其爐膛深度一般不超過2.2m，寬度不超過1.5m，燃煤量在500kg/h以內。隨著環境保護要求的提高，控製煙塵排放量，提高燃燒效率，新生產的1t/h以上的鍋爐都要求配用機械化燃燒設備。
3.工作原理
手燒爐的工作原理比較簡單。這種爐是燃料鋪在爐箅上燃燒，燃料層是不動的。燃燒所需要的空氣從爐箅下進入，煤燃燒所形成的灰渣，其大塊由司爐工從灰門扒出，細灰則由爐箅縫落入灰坑，人工清餘。
燃料由灰門投入後，落在已燃燒的熾熱燃料層上，新燃料下部受到燃燒的煤層的加熱，上部受到爐膛內高溫火焰和爐膛的輻射，由於上下受熱，溫度升高放出水分而進行幹燥，同時分解出揮發物，開始燃燒的第一階段——預熱階段。在手燒爐內由於燃料上下受熱，著火條件是很優越的，即使是水分多或揮發份少的煤，也都能很快得到幹燥，分解出揮發物而順利地著火。因而，把這種燃燒方式稱為無限製著火。
新燃料逐漸燃燒而下落，靠近爐箅時已成為灰渣層，空氣被加熱，而爐箅和灰渣層受.冷卻，透過灰渣層被加熱的空氣上升與熾熱的焦炭相遇，空氣中的氧與碳化合成二氧化碳這一層稱為氧化層。
已生成的二氧化碳，繼續上升，與上麵的熾熱焦炭發生還原反應，使二氧化碳還原成一氧化碳，所以這一層稱為還原層。還原生成的可燃物與煤中的揮發物一起上升到爐膛中繼續燃燒。
燃料在爐膛實際燃燒的狀況的分界不是十分清楚的，各層可能是相互交錯。在層燃方式中絕大部分的可燃物是在燃料層以上的爐膛空間內燃燒的，隻有焦炭留在爐箅上燃燒，所以加快燃燒速度，可以提高爐箅的工作能力。當溫度足夠高對，焦炭的燃燒速度決定於爐箅下進入的空氣量，增加送風就可以提高爐箅的燃燒率。燃燒率是指每平方米燃燒麵積、每小時所能燃燒的煤量，單位是kg/（tn2-h）。將自然通風改為強製通風能夠提高手燒爐的出力就是這個道理。
由於手燒爐的燃料是間斷地投入爐內的。因此，燃料層厚度不是固定不變的，而是在周期性變化。新燃料投入時最厚，隨著燃料的燃燒，煤層厚度逐漸減薄，繼而又授入新的燃料，如此形成了燃燒過程的周期性。周期性的長短，視每次加煤量的多少，一般兩次投煤時間間隔3-5min左右。手燒爐一般靠煙囪自然通風，對空氣引入未加調節，因此在燃燒周期中，空氣的供需很不平衡。
橫坐標為兩次加煤的時間間隔（周期），縱坐標是空氣量。在加添燃料時爐門開啟，由於爐內是負壓，大量冷空氣進入爐內，使爐膛溫度下降。在爐膛負壓被破壞的情況下，爐排下空氣幾乎不可能穿越阻力較大的燃燒層，使燃燒情況惡化，也增加了排煙熱損失。因此，投煤操作要快，爐門啟閉時間越短越好。投煤結束，關閉爐門後燃料層開始工作，此時因加煤，燃料層較厚，阻力大而進風少，隨著燃料的燃燒，燃燒層減薄，進入的空氣也逐漸增多。但是，進入爐內的空氣由於種種原因，如爐膛漏風、局部爐渣偏低、燃料與空氣接觸、混合不良以及爐子結構不完善等。總有相當數量的空氣未能參加燃燒反應。實際有效參與反應的空氣量。曲線右端所以向下傾斜，是由於隨著揮發物的燃盡和燃燒層逐漸變薄，“漏過”的空氣增多，即被利用參與燃燒的空氣減少的緣故。
在新燃料投入後，迅速被加熱、烘幹、緊接著揮發物大量逸出而被點燃。這時實際有效參與燃燒的空氣滿足不了燃燒的需要，而大量逸出的揮發物在較低爐溫和缺氧的條件下分解、裂化成微細的炭黑粒子隨氣流從煙囪排出，這是手燒爐每次投煤後不久發生的常見現象——冒黑煙。這樣增大了氣體不完全燃燒損失，又嚴重地汙染了大氣。揮發物含量越多的燃料，冒黑煙現象也愈嚴重。在燃燒周期的後半階段，由於大部分燃料已成了焦炭，放出的可燃氣體逐漸減小，加之此時的燃燒層較薄，阻力減少，形成空氣量過剩，排煙熱損失增大。
4.運行注意事項
因手燒爐主要操作（加煤、撥火、清渣）均靠人工；所以司爐工的責任心和提高操作水平十分重要。因此，根據手燒爐的特點，在運行中注意以下幾個問題s
（1）加煤因手燒爐燃燒過程的周期性這一嚴重缺點，在運行中采用的加煤次數增多，每次加煤量要少的辦法是有效的，具體落實到
“少”，每次少加煤；
“勤”，加煤次數較多；
“勻”，投煤要撒開，使煤層乎整》
“快”，加煤動作要快，以免冷風多進入爐膛，降低爐溫，影響燃燒效率。
（2）撥火因燃煤程度不同，同時燃燒會使大塊燒不透，從而增加機械不完全燃燒熱損失，要經常撥火，鬆動煤層，增加燃煤表麵積，以利燃燒。
（3）清渣要及時清渣，保持爐膛熱負荷。
（八）雙層爐排
1.特點
雙層爐排是一種配用手燒爐小型鍋爐的具有良好消煙效果的燃燒方式。雙層爐排鍋爐在美、日等國最早采用，當時有部分鑄鐵鍋爐采用雙層燃燒，鑄鐵片中隻有一根水連管，相互組片後，形成上層水冷爐排，容量從0.1MW-0.5MW/h。蒸汽鍋爐為水火管型式，由無縫管組成上層水冷爐排，容量從0.5-2.5t/h。煤種是優質煤塊，采用自然通風運行。
這種爐排有如下優點：
（1）新煤在上爐排被預熱，較均勻地析出可燃氣體.新投入的煤與新鮮空氣混合，向下流動經過熾熱的焦炭燃燒區，因為空氣溫度高，煤中的揮發份及大部分焦炭得到充分燃燒，餘下的可燃物質經過下層爐排上部的高溫區，同由灰坑進入的空氣相混合，達到完全燃燒，此處由於可燃物質通過兩層爐排燃燒，爐排熱負荷較低，空氣流速低，所以具有良好的消煙除塵效果。經測定：一般自然通風的煙塵濃度有的低於200mg/Nm3，鍋爐熱效率達70%，適用於小型鍋爐。
（2）空氣由投煤口及下灰坑同時供入，並且空氣先經預熱，減少了熱損失。
（3）由於下層鑄鐵爐排燃燒從上爐排落下的未燃盡的煤渣，減少了固體不完全燃燒熱損失。
（4）上層爐排由於通風活截麵大（為總截麵積的1/3左右），阻力較小，可以自然通風，節省了電力。
（5）由於上層爐排的燃料引燃主要靠傳導著火，較其它型式鍋爐（同時傳導、對流、輻射引燃）速度慢一些，又因是水冷爐排，著火條件更差一些，熱負荷低。
（6）煤種適用範圍小。
2.結構
由於爐膛內布置上下兩層爐排，所以稱為雙層爐排。上層爐排一般由直徑51-76mm的鋼管組成水冷爐排。管子間隙約為25mm。爐排前低後高，與水平傾斜10°-15°，爐排的上管端與鍋筒連接，構成單獨的水循環回路。下層爐排由普通鑄鐵爐排片組成，它的下麵是灰坑。兩層爐排之間為燃燒室。在側牆的下部設置煙氣出口，其後部為燃盡室。
在爐膛前牆上共有2-3個爐門：上爐門的作用是添煤和通風，平時常開；中爐門的作用是引燃下爐排上的煤及清渣用，隻在點火和清爐時打開，以便供給一部分空氣。