我国工业锅炉运行过程中，存在燃烧组织不合理的问题，导致热效率低下。燃烧组织不合理问题主要归因于工业锅炉煤种多变，运行影响因素众多，燃烧理论未能有效指导设计和运行。因此，以我国广泛应用的链条锅炉为研究对象，针对其燃煤特点，对层燃理论进行深入的研究。　　 首先，我国链条锅炉煤种多变，燃烧特性差异大，因此研究不同煤种的床层燃烧特性和机理，建立煤种和各参数的匹配关系，合理组织燃烧。其次，我国链条锅炉燃用高灰分煤种居多，着重研究灰分对链条锅炉燃烧的影响：床层中的焦炭颗粒被灰层包裹，燃尽困难，因此研究灰层有效扩散系数随反应的变化规律；炉膛中的飞灰沉积于受热面，导致换热效率降低，因此建立一套适用于链条锅炉的炉膛飞灰沉积预测方法。　　 链条锅炉层燃模型是研究床层燃烧机理的有效手段，为此，基于大颗粒煤燃烧特性，建立考虑床层下降的二维稳态链条锅炉层燃模型，通过床层高度控制方程求解床层高度沿炉排长度的变化，利用动网格技术实现床层高度的下降。结合我国链条锅炉广泛采用分层煤斗的现状，在单粒径模型基础上，建立了双粒径层燃模型，模拟不同粒径的分层燃烧。　　 为了验证链条锅炉层燃模型，搭建层燃单元体炉。实验结果表明，两维稳态层燃模型可以较准确的预测床层气体组分分布，温度分布以及灰渣含碳量。　　 应用所开发的链条锅炉层燃数值模型，对床层燃烧特性和机理进行深入的研究。提取模拟结果得到不同煤种的水分析出锋面、挥发分析出锋面、焦炭氧化区、焦炭气化区和灰渣区，并与经典的床层分区方法进行对比。进一步对炉拱、配风方式、煤层厚度等影响床层燃烧的九个因素进行深入的机理分析，对每个因素的不同工况进行模拟，利用传热、传质和燃烧原理分析各个因素影响燃烧的作用机理。通过分析得到强化引燃、燃烧和燃尽的措施，并对一台20t/h链条锅炉的运行进行优化，通过调整炉排速度、煤层厚度和配风方式，有效降低了灰渣含碳量。　　 床层中的灰分阻碍气体扩散，降低反应速率，因此本文重点研究床层颗粒的灰层有效扩散系数随反应的变化规律及其对燃烧的影响。搭建大颗粒热重实验台测量焦炭反应速率，结合缩核模型间接得出有效扩散系数与灰层厚度之间符合指数变化规律。通过对灰层内部孔隙结构的分析解释煤种和温度对有效扩散系数的影响。将灰层有效扩散系数的实验拟合表达式应用于整体层燃模型，实验对比表明，改进后的模型可以得到更准确的预测结果。进一步利用改进后的层燃模型分析缩核模型的三个阻力对燃烧的影响规律。　　 炉膛中的飞灰沉积于受热面影响换热，因此建立飞灰沉积模型预测链条锅炉的飞灰沉积位置和沉积量。首先通过层燃模型获得炉膛内的速度场和温度场，在此基础上将实炉测量的床层析出飞灰的粒径、温度和质量流量分布作为计算的边界条件，通过飞灰输运、碰撞和黏附子模型计算出不同时刻、不同位置飞灰的累积沉积量。对一台20t/h的链条锅炉进行飞灰沉积计算，结果显示，后拱和喉口上方对应的前墙和侧墙是沉积结渣严重的区域，这与停炉实际检验结果相符。