我国生物质电厂所采用的秸秆等生物质直燃发电技术绝大多数都是引进国外的技术，由于燃料特性的差别、锅炉适应性、燃料运行管理等问题，为国内大型生物质直燃发电锅炉带来一系列安全、稳定和经济性问题。针对目前最大单机容量的直燃生物质循环流化床燃烧发电锅炉工程实践应用，介绍了其锅炉主要设计技术规范、设计燃料特性、锅炉结构布置以及各系统流程等特点；结合其特点并参照相关标准规定，通过工程实践摸索，掌握了大型生物质直燃锅炉烘炉、冷态动力场试验、蒸汽吹管、整套启动等关键调试技术的应用，确保了该大型生物质直燃发电机组顺利通过72+24小时考核试运，并移交商业生产。同时，针对在调试、试行过程中出现的各种问题，例如：初期点火控制困难、锅炉给料不稳定、风帽脱落、燃烧不稳定、负荷波动大、排烟温度高等问题，结合工程实践经验及国内其他应用案例，提出了炉前给料系统、落料装置、引风机、风帽等设备优化改造措施。实践应用表明，该大型生物质直燃发电锅炉设备改造后的效果良好，锅炉运行稳定。此外，针对现有的系统，针对性地进一步提出相应系统优化设计方案。最后，在运行期间，通过优化试验研究，实现了大型生物质直燃发电锅炉运行工况的优化，优化试验结果表明：优化工况下，锅炉平均热效率较基准工况提高约4个百分点，负荷曲线趋于平稳，负荷变动率由±20%降低到±3%，提高了锅炉的效率和运行稳定性。从而，促进实现大型直燃生物质电厂运行的安全性和经济性，对国内同类生物质电厂具有一定的借鉴意义。