煤预先磨成很细的煤粉，与空气的接触表面积大大增加，使燃烧强化。煤粉炉炉内温度也较高，因此，除了煤质很差的煤以外，各种煤都能在煤粉炉中有效地燃烧，并且燃烧比较完全，燃烧效率也比较高，约88%-93%。它可以完全实现机械化和自动化。煤粉燃烧几乎是所有大型燃煤锅炉的燃烧方式。

煤粉炉的燃烧设备主要有炉膛、燃烧器、点火装置等部分组成。煤粉由一次风输送经燃烧器进入炉膛，二次风通过燃烧器的二次风环形风道或二次风口引入炉膛。

煤粉与空气的混合物进入炉膛后，经过预热、干燥、挥发分析出等过程，在距燃烧器出口一定距离处开始着火、燃烧。煤粉燃尽后形成的灰，其中一小部分颗粒较粗的灰形成灰渣，落入冷灰斗内，冷却成固体灰渣，定期或连续地加以排除;绝大部分颗粒较细的灰则被烟气带走，通常把这部分灰称为飞灰。

煤粉在炉膛内停留的时间很短，仅有1-2s。在这样短的时间内要保证煤粉在炉内燃尽，必须强化燃烧，供给适量的一、二次风，以缩短燃烧的准备阶段和创造良好的燃烧条件。煤粉炉一次风的主要作用，是输送煤粉到炉膛并保证挥发分的着火燃烧。二次风的作用，一是补充空气量;二是使煤粉和空气混合均匀，保证燃料燃烧完全。因此，在运行操作上，要合理调整好一、二次风的配比和混合时间，才能可靠地保证锅炉安全经济运行

它的炉膛是用水冷壁炉墙围成的大空间，磨碎的煤粉(颗粒直径约为0.05-0.1mm)和空气经喷燃器混合后，喷入炉膛燃烧。煤粉的燃烧分着火前的准备阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。与此相对应，炉膛也可以分为三个区域:喷燃器出口附近为着火区，出口的上方为燃烧区，燃烧区之上部一直到炉膛出口为燃尽区。适用的煤种多，既可烧中、次煤或低热值低煤，也可烧粘结性较强的煤，是现代燃煤锅炉的主要形式，特别适合于发电厂的大型锅炉，容量较大(D≥35t/h)的工业锅炉也常常采用。煤粉炉需要配备磨煤设备和相应的除尘装置，燃烧工况的组织比较复杂，影响燃烧稳定性的因素较多。煤粉炉的飞灰量高达80-90%，需配备高效除尘装置。