手烧炉是一种典型的上饲炉（图1）。其氧化层厚度主要取决于颗粒的大小，一般为煤粒直径的3～4倍，而还原层厚度可以人为控制，不宜过厚或过薄。过厚时，燃料层的通风阻力加大，燃烧产物中CO的含量增大并导致化学不完全燃烧损失的增加；过薄则可能使炉排通风不均匀，甚至出现“火口”，使燃烧工况恶化。一般还原层厚度约为氧化层的4～5倍。

图1 手烧炉示意图

手烧炉燃烧具有着火时间短和燃烧时间充足的特点。在手烧炉中，新燃料被人工间断地抛撒在炽热的焦炭层上，接受来自上方的高温烟气及耐火砖墙的强烈辐射的同时，还接受自下而上流经燃料层的一次热空气及热烟气的对流传热，以及高温焦炭层的接触导热，着火条件好。这种着火方式常被称为双面点火或无限制点火。燃料在炉内的停留时间可以通过控制投煤及排渣的时间来延长。因而，手烧炉可以燃烧除油页岩以外所有的固体矿物燃料。

手烧炉燃烧的另一个特点是燃烧过程具有周期性，这是由于间断加煤引起的。火床上的燃烧层厚度随时间而周期性变化，因而通风阻力及风量也随之变化，引起燃烧过程的周期性变化。由于手烧炉的通风主要靠烟窗自然引风，空气的供给无法控制，这就造成了燃烧周期内空气供需的不平衡。为了改善这种状况，首先必须缩短两次加煤的间隔时间，做到添煤勤、投煤快、加煤少、撒煤匀，减少冷空气量漏入，降低排烟热损失。其次，可间断地在炉排上部适当位置高速喷入一股空气流（二次风），用以搅拌烟气以及弥补燃烧前期有效空气量的不足，使炉膛空间内的可燃气体及悬浮碳粒尽可能充分燃尽，并促进碳氢化合物的高温分解，减少炭黑颗粒，改善锅炉冒黑烟的情况。

总的来说，单层炉排手烧炉的燃烧效率还是相当低的，冒黑烟的情况也很难杜绝。为了达到节约能源及消除烟尘的目的，一些其他炉型陆续得到应用，如双层炉排炉等。双层炉排火床炉（图2）是具有两层炉排的手烧炉，下层是铸铁炉排，上层是钢管制成的通水冷却的炉排。煤从上炉门投到水冷炉排上燃烧，漏下的煤屑和炉渣在下炉排上继续燃烧、燃尽。双层炉排炉虽然在燃烧方面有所改善，但是煤层燃烧产生的热烟气只能向下流动，不经过新煤层，因此对煤种品质要求较高。

图2 双层炉排火床炉示意图