董光宇论文祥解.docx
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董光宇论文祥解
目录
引言············································1
第一章电站锅炉系统概述·························2
第一节电站锅炉构成及工作过程··············2
第二节安阳电厂锅炉结构及热力系统·············3第二章亚临界压力锅炉过热器和再热器的分析·······7
第一节过热器和再热器的介绍·················7
第二节过热器和再热器爆管事故的分析········8第三节预防过热器和再热器超温爆管的措施······13
第三章亚临界压力锅炉水冷壁爆管的分析········15
第一节对锅炉水冷壁的介绍···············15
第二节水冷壁爆管事故的分析··············15
第三节防止水冷壁爆管的措施···············20
第四章亚临界压力锅炉省煤器爆管的分析········23
第一节省煤器的爆管事故·················23
第二节省煤器超温爆管的解决措施···········26
第五章结论···································29
结束语········································30
附录1英汉互译································31
附录2安阳电厂锅炉技术规范··················42
参考文献······································43
引言
电力已经是国民经济和人民生活越来越重要的能源，电能的产生一般依赖于电站。
火力发电是我国目前最主要的发电方式，其主要过程是由燃料的化学能转变为蒸汽的热能，然后又蒸汽的热能转变为汽轮机转动的机械能，最终将机械能通过发电机的励磁转变为电能。
其中化学能转变为热能的过程是在锅炉内完成的。
显然电站锅炉是火力发电厂的重要设备之一。
为进一步降低每千瓦的设备投资、金属消耗、运行管理费用，提高机组运行的经济性和安全性，高参数、大容量、高自动控制技术的大型电站锅炉及低污染燃烧技术已成为当今电站锅炉的发展趋势。
为了达到这个目标我们必须减少亚临界锅炉在运行中存在的过热器和再热器超温爆管、水冷壁高温腐蚀及爆管、尾部受热面的磨损和腐蚀等现象的发生，因为这些现象不仅降低了锅炉的热效率，同时也影响锅炉的安全性和可靠性。
故对这些问题进行研究，针对它们所存在的问题，对其相应地进行改造并提出一些先进的技术方案，从而减轻故障的严重程度，减少锅炉的事故率，提高锅炉的可用率和运行效率，为今后亚临界压力锅炉的设计和运行提供一些借鉴经验。
本文对安阳电厂的亚临界压力锅炉在运行过程中经常出现的事故进行分析，通过对查询网上电子期刊和结合一些亚临界机组的运行资料的书籍及结合安阳电厂的规程，进一步了解发生这些事故的具体原因，对亚临界压力锅炉的设计进行优化，从而使亚临界压力锅炉的使用性能提升到一个新的水平。
由于本人理论水平和实践经验有限，设计中的错误和不当之处恳请老师批评指正。
第一章电站锅炉系统概述
第一节电站锅炉的构成及工作过程
一、锅炉的构成
锅炉设备一般是由锅炉本体和辅助设备组成。
锅炉本体主要包括燃烧器、炉膛、布置有受热面的烟道、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器、省煤器及空气预热器等。
辅助设备包括送风机、引风机、给煤机、磨煤机、排粉机、除尘器及烟囱等。
二、锅炉的工作过程
发电用的锅炉称为电站锅炉。
燃煤粉的电站锅炉可用图1－1简要地说明其结构及工作过程。
由输煤皮带送来的煤落到煤斗13中，经给煤机14送入磨煤机15磨制成粉后，被自热风管12来的热风送入粗粉分离器16，在粗粉分离器中不合格的粗粉被分离出来，沿回粉管28在回到磨煤机重新磨制，合格的煤粉则沿管道被送到细粉分离器17中进行气粉分离，分离出的煤粉送入煤粉仓18，并通过给粉机19按锅炉燃烧的需要送入一次风管21中，分离出的乏气被排粉机20抽走，并通过一次风管携带煤粉由燃烧器22输送入炉膛23燃烧，二次风自二次风管27经燃烧器同时吹入炉膛助燃。
燃烧后的烟气经水平烟道、垂直烟道、除尘器24、引风机25后，通过烟囱26排入大气。
空气经抽风管9、送风机10、空气预热器11、热风管12送入炉膛及制粉系统。
以上所述煤、风、烟系统称为锅炉的燃烧系统，即一般说的“炉”。
给水经给水泵1送入省煤器2和汽包3，然后进入下降管4，水冷壁5，水在水冷壁中加热后成为汽水混合物，又回到汽包并经汽、水分离，分离出的水继续进入下降管循环，分离出的饱和蒸汽离开汽包进入过热器系统。
饱和蒸汽经顶棚过热器，屏式过热器6和对流过热器7升温后，通过主蒸汽管道8送入汽轮机做功。
上述为汽水系统，即一般说的“锅”。
炉的任务是组织煤粉在炉膛内良好燃烧，尽可能多地放出热量，锅的任务是尽量把燃料放出的热量有效地吸收，锅和炉组成了一个完整的能量转换系统。
图1－1电站锅炉及其辅助设备系统简图
1─给水泵；2─省煤器；3─汽包；4─下降管；5─水冷壁；6─屏式过热器；7─对流过热器；8─主蒸汽管道；9─进风机抽风管；10─送风机；11─空气预热器；12─热风管；13─煤斗；14─给煤机；15─磨煤机；16─粗粉分离器；17─细粉分离器；18─煤粉仓；19─给粉机；20─排粉机；21─一次风管；22─燃烧器；23─炉膛；24─除尘器；25─引风机；26─烟囱；27─二次风管；28─回粉管
第二节安阳电厂锅炉结构及热力系统
一、安阳电厂锅炉结构
大唐安阳发电有限责任公司的两台300MW燃煤机组，机组采用单元布置。
锅炉型号：
DG1025／18.2－II4。
安阳电厂锅炉铭牌及主要参数见下表：
型号
DG1025/18.2～Ⅱ4型
锅炉编号
11731，1996年制造
制造厂
东方锅炉（集团）股份有限公司
项目
单位
B－ECR
B－MCR
过热蒸汽流量
t/h
935
1025
再热蒸汽流量
t/h
777.5
847.8
汽包工作压力（表压）
MPa
18.2
18.53
过热蒸汽出口压力（表压）
MPa
17.3
17.4
过/再热蒸汽出口温度
℃
540/540
540/540
再热蒸汽进口压力（表压）
Mpa
3.42
3.82
再热蒸汽出口压力（表压）
Mpa
3.21
3.63
再热蒸汽进口温度
℃
316
325
给水温度
℃
268
273
空预器进口风温
℃
55
55
空预器出口一/二次风温
℃
360.8/349.4
365/353
排烟温度
℃
133
158
该锅炉为亚临界自然循环汽包锅炉，单炉膛，一次中间再热，平衡通风，钢构架，固态排渣，燃煤锅炉。
锅炉采用型布置，炉架为全钢结构。
除回转式空气预热器外,锅炉本体由搁置在立柱顶部的顶板悬吊。
炉膛的宽为13335mm，深为12829mm。
燃烧器共20只，四角切圆布置，假想大切圆直径700mm，小切圆直径500mm（大修以后两个均改为700mm）。
炉膛水冷壁由管径63.5×7.5、节距76.2mm加焊扁钢焊接而成的膜式壁，以提高气密性。
在炉膛热负荷较高区段使用内螺纹管，以确保水循环安全可靠。
炉膛上部布置4片大屏和19片后屏过热器。
在炉膛大屏区域的前墙和两侧墙布置有壁式再热器，折焰角上方布置29片中温再热器，水平烟道内依次布置有58片高温再热器和76片高温过热器。
后竖井四壁有包墙过热器组成，竖井上部布置有102排低温过热器，低温过热器下面布置有102排蛇形管省煤器。
低温过热器和省煤器均由省煤器中间集箱引出351根6011的悬吊管悬吊。
竖井后部布置两台转子直径为10320mm的三分仓容克式空气预热器。
经省煤器加热的给水进入汽包，与汽包中的炉水混合后进入4根50860的集中下降管，再由74根159×18的下水连接管引到前、后及两侧墙水冷壁下集箱。
汽水混合物由94根159×18的汽水连接管引至汽包。
经汽水分离装置进行分离，完成水循环。
整个水循环分为24个回路，前后及两侧墙各有6个。
过热蒸汽按流程分为六级，由顶棚管→包墙管→低温过热器→全大屏过热器→后屏过热器→高温过热器。
各级受热面进出口集箱间均采用大口径管道联接。
再热蒸汽按流程分为三级，由壁式再热器→中温再热器→高温再热器。
壁再出口集箱与中再进口集箱采用大口径管连接。
中再出口与高再进口之间直接采用小口径管道连接。
过热蒸汽温度采用三级喷水调整，再热蒸汽温度采用燃烧器喷口摆动和喷水减温相结合调节。
锅炉管壁温度正常运行应按下表控制在正常范围内，超限时要分析原因，及时调整。
名称
单位
正常范围
报警数值
大屏过热器
℃
≤464
495
后屏过热器
℃
≤513
535
低温过热器
℃
≤448
470
高温过热器
℃
≤551
574
中温再热器
℃
≤528
554
高温再热器
℃
≤565
580
燃烧设备采用四角布置，燃烧器喷口可实现摆动。
锅炉采用定－滑－定运行方式。
制粉系统采用四台低速钢球磨、中间仓储热风送粉系统。
燃煤特性见下表：
设计煤种（鹤壁统配煤:
安阳地方煤=1:
1）
名称
符号
单位
设计
煤种
校核
煤种
名称
符号
单位
设计
煤种
校核
煤种
应用基低位发热量
Qydw
kJ／kg
24110
22190
应用基炭
Cy
%
61.49
57.9
应用基全水份
Wy
%
3.62
6.51
应用基氢
Hy
%
3.09
2.54
分析基水份
Wf
%
0.79
1.11
应用基氧
Oy
%
4.07
3.33
可燃基挥发份
Vk
%
15.85
16.8
应用基氮
Ny
%
1.28
1.02
应用基灰份
Ay
%
25.62
28.2
应用基硫
Sy
%
0.83
0.68
灰开始变形温度
t1
℃
1360
1460
可磨性系数
KHG
85
80
灰开始软化温度
t2
℃
1440
1500
灰熔化温度
t3
℃
1480
炉膛冷灰斗下方装设液压关断门，该装置上部与水冷壁冷灰斗下部相连，渣块经刮板捞渣机捞入碎渣机，破碎后排入渣沟。
本锅炉水系统中设有连续排污和定期排污系统。
炉膛、过热器、再热器和空预器处安装有吹灰器，以清除积灰。
两台锅炉共用一个高度为250m的烟囱。
第二章亚临界压力锅炉过热器与再热器爆管的分析
第一节过热器和再热器的介绍
蒸汽过热器是锅炉的重要组成部分，它的作用是将饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，并要求在锅炉负荷或其它工况变动时，保证过热汽温波动在允许的范围内。
目前，我国亚临界参数下的锅炉均采用中间再热系统，其中蒸汽再次加热的部件就是再热器。
过热器及再热器是锅炉中工质温度最高的部件，特别是再热蒸汽的吸热能力较差，故它们是锅炉受热面中工作条件最恶劣的部件。
其工作可靠性与金属材料的高温性能有关。
设计过热器和再热器时，选用管子的金属几乎都处于其温度极限值，因此，如何保证管子金属长期安全工作就成为过热器和再热器设计和运行中必须考虑的重要问题。
值得注意的是，再热器中蒸汽的压力低、密度小、流量大、汽温高，这使它的工作条件比过热器更为恶劣，必须引起足够的重视。
再热器的工作特点如下：
（1）再热蒸汽的放热系数比过热蒸汽小，对管壁的冷却能力差。
同时为了减少再热器蒸汽的流动阻力，提高热力系统效率，再热蒸汽采用较小的质量流速，故再热器管壁冷却条件差。
（2）再热蒸汽压力低、比热小，对汽温偏差比较敏感。
即在同样的热偏差条件下，其出口汽温偏差比过热蒸汽大。
（3）再热器进口蒸汽温度随负荷变化而变化，因此其汽温调节幅度比过热器大。
（4）在锅炉启动、停炉及汽轮机甩负荷时，再热器中无蒸汽流过，可能被烧坏，为此，在过热器和再热器以及再热器和凝汽器之间分别装有高、低压旁路及快速动作的减温减压旁阀。
（5）再热器系统阻力对机组热效率有很大影响。
由于再热器串接在汽轮机高压缸、中压缸之间，故再热器系统阻力会使蒸汽在汽轮机内做功的有效压降相应减少，从而使机组汽耗和热耗都增加。
第二节过热器和再热器爆管事故的分析
一、过热器超温爆管的现象
1．爆破处泄漏声，过热器损坏处附近有泄漏声。
2．蒸汽流量不正常地小于给水流量。
3．过热器爆管时，炉膛负压减小或变正，引风机电流增大，严重时，泄漏点附近不严密处有蒸汽和烟气冒出。
4．过热器两侧蒸汽温度偏差增大。
5．过热器两侧烟气温度偏差增大，损坏侧或过热器后烟气温度下降。
6．严重时，蒸汽压力下降。
二、再热器超温爆管的现象
1．爆管处有响声，不严密处向外冒烟、冒汽，炉膛压力升高。
2．再热器出口压力下降。
3．再热器两侧汽温偏差增大。
4．再热器两侧烟温差增大，故障侧烟温下降。
5．再热器爆破时，炉膛压力变小或变正，严重时泄漏点附近部件不严密处有蒸汽或烟气冒出。
6．在机组负荷不变时，主蒸汽流量增加，蒸汽流量和给水流量偏差大，补水量增加。
7．烟气阻力增大，引风机电流增大。
三、过热器、再热器超温爆管的原因
目前，亚临界锅炉爆管事故已成为当前威胁发电设备稳定运行的突出矛盾。
在锅炉爆管事故中因过热器和再热器爆管造成的事故损失最大，是影响安全运行的主要因素。
因此，研究和防止过热器和再热器爆管已成为保证火电厂安全经济运行和提高经济效益的关键课题。
（一）过热器和再热器超温的直接原因
造成过热器和再热器超温爆管的直接原因很多，下面从设计、制造安装检修和运行三个方面进行讨论。
1．设计因素
（1）炉膛出口残余旋转造成的超温爆管
四角切向燃烧方式本身所固有的缺陷是这种燃烧方式把整个炉膛作为一个大型旋风燃烧器，炉内旋转上升的气流由炉膛出口进入对流烟道时，还存在相当强的残余旋转，引起对流烟道两侧的烟速差和烟温差。
烟道内热负荷分布不均，空气动力场严重偏斜，存在较大的同片热偏差和沿烟道宽度方向各管片间的热偏差。
（2）过热器和再热器系统结构设计和布置不合理
例如平圩电厂的2号炉屏式再热器和末级再热器之间没有中间联箱，也没有蒸汽的左、右交叉，屏式再热器的热偏差部分与末级再热器叠加，造成再热器超温爆管。
（3）设计选用系数不合理
如不合理的锅炉宽深比，会使炉膛出口烟温高于设计值，造成过热器超温爆管。
（4）计算中没有充分考虑热偏差
2．制造、安装和维修因素
（1）钢材质量差。
管子本身存在分层、夹渣等缺陷，运行时受温度和应力影响缺陷扩大而爆管。
（2）错用钢材
例如平圩电厂屏式再热器的主要材料是15CrMo、12Cr1MoV，末级再热器的主要材料为12Cr1MoV，这些材料的允许温度较低，选材档次偏低造成该厂再热器超温爆管。
（3）焊接质量差
如万能达发电厂由于焊接不规范，电流偏大，采用大直径焊条造成焊接缺陷，使焊接残余应力大，故在循环温度下工作时，由于疲劳而产生裂纹。
（4）管内异物堵塞管子
如华能丹东电厂二号炉金属残留物将末级过热器入口联箱连接管的节流孔堵塞，造成管内工质流通不畅或无介质流过而干烧，管壁温度在短时间内大幅度升高到800℃以上，使钢的抗拉强度急剧下降，管子局部发生大量塑性变形，管径胀粗，管壁减薄后发生爆破。
3．运行状况因素
（1）给水水质不合格造成超温爆管
锅炉给水水质不合格，在汽水系统的换热管中聚积大量的水垢，严重影响了炉内和水平烟道的换热。
水垢的聚集使得水冷壁外壁温度升高，炉内辐射换热量降低，炉膛出口烟气温度升高。
同样，在过热器和再热器的管内壁上也聚集大量的水垢，加之管外烟气温度升高，长期运行会造成管壁超温爆管。
如果运行中水平烟道的吹灰器投入不及时，管外会粘附大量的煤灰和粉尘，进一步恶化了换热环境，加剧了管壁超温爆管。
（2）煤质变化
燃料特性的变化对锅炉热力工况有很大影响，其中灰分和水分最为明显。
当水分和灰分增加时，一方面由于燃料发热量降低而必须增加燃料量，使得水平烟道对流受热面的烟气流速增大，对流换热量增大；另一方面，水分和灰分的增大，降低了炉内气体的温度，炉内的辐射换热量减少，使得炉膛出口烟温升高，从而进一步增大了水平烟道的对流换热量，这样就会造成炉膛出口烟温升高，引起受热面的超温爆管。
（3）三通效应引起的爆管
蒸汽高速进入集箱后向两边分流，会在三通区域产生一个涡流区，从而影响到三通区域的压力分布，在某一个部分压降降低，从而使得该处的过热器管两端压差减小，流量降低而使得管壁温度升高导致过热器超温爆管。
如平圩电厂的再热器联箱间的汽流都是采用三通引入引出的，
如图2–1，在进口集箱存在涡流区，对集箱中的静压分布和支管入口阻力系数都产生了显著的影响，使该区域屏中的流量大为减少，而燃烧侧热负荷较高的区域往往位于进口三通附近，如果这两种偏差叠加，极易造成进口三通附近超温爆管。
图2–1再热器系统流程图
（4）负荷变化过快引起的过热器和再热器超温。
由于电网调度的需要，机组经常进行大幅度负荷变化，如果调整不当，会引起过热器和再热器短期的超温现象。
负荷升高要求更多的燃料量，烟风系统具有灵敏的动态特性，在几秒内整个系统的烟气温度都会发生改变，但汽水系统具有滞后性，因此造成管外烟气温度已升高而管内流体质量流速尚未改变的不利传热情况，从而可能造成换热管的短时超温现象。
此外，在升负荷时涉及到燃烧器和磨煤机的投入调整，如果调整不当，会造成煤粉着火推迟和火焰中心上移等问题，造成炉膛出口烟温升高。
（5）减温器发生故障
（6）管间振动磨损
（二）过热器和再热器超温爆管的根本原因
我国电力研究院把锅炉爆管机理分成6大类，共22种（见表2–1）。
应力断裂
短期过热、高温蠕变、异种钢焊接
水侧腐蚀
苛性腐蚀、氢损伤、孔蚀、应力腐蚀裂纹
烟气侧腐蚀
低温腐蚀、水冷壁腐蚀、煤灰腐蚀、油灰腐蚀
磨损
飞灰磨损、落渣磨损、吹灰磨损、煤粒磨损
疲劳
振动疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳
质量缺陷
维修损伤、化学偏离、材料缺陷、焊接缺陷
表2–1锅炉爆管机理
结合我国亚临界锅炉所频发的事故情况，把过热器和再热器超温爆管归结为以下九种不同的机理：
（1）长期过热。
管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度，超温幅度不大但时间较长，锅炉管子发生碳化物球化、管壁氧化减薄、持久强度下降、蠕变速度加快，使管径均匀胀粗，最后在最薄弱部位导致脆裂的爆管现象。
主要发生在高温过热器的外圈向火面。
（2）短期过热。
当管壁温度超过材料的下临界温度时，材料强度明显下降，在内压力作用下，发生胀粗和爆管现象，常发生在受热面的向火面直接和火焰接触及直接受辐射热的受热面管子上。
（3）磨损。
包括飞灰磨损、落渣磨损、吹灰磨损和煤粒磨损。
以飞灰磨损为例，是指夹带SiO2等硬颗粒的飞灰高速冲刷管子表面，使管壁减薄爆管。
常发生在受热面烟气入口处的弯头、出列管子和横向节距不均匀的管子上。
（4）汽侧的氧腐蚀。
在腐蚀介质和循环应力的共同作用下，管内介质由于氧的去极化作用，发生电化学反应，在管内的钝化膜破裂处发生点蚀。
主要在停炉时产生。
（5）应力腐蚀裂纹。
在介质含氯离子和高温条件下，由于静态拉应力或残余应力作用产生的管子破裂现象。
常发生在过热器的高温区管和取样管。
（6）热疲劳。
炉管因锅炉启停引起的热应力、汽膜的反复出现和消失引起的热应力和由振动引起的交变应力作用而发生的疲劳损坏，常发生在受热面高热流区域的管子外表面。
（7）高温腐蚀。
SiO2等低熔点化合物破坏管子外表面的氧化保护层，与金属部件相互作用，在界面上生成新的松散结构的氧化物，使管壁减薄，导致爆管，常发生在过热器、再热器及吊挂和定位零件的向火侧外表面。
（8）异种金属焊接。
焊接接头处因两种金属的蠕变强度不匹配，使异种金属焊接界面断裂失效。
常发生在过热器出口两种金属的焊接接头处，当焊缝的蠕变强度相当于其中一种金属的蠕变强度时，断裂发生在另一种金属的焊缝界面上。
（9）质量控制失误。
在制造、安装、运行中由于外界失误的因素所造成的损坏。
第三节预防过热器和再热器超温爆管的措施
一、设计方面
1．现在的锅炉热力计算是以平均参数代替分布参数的零维数学模型，忽略了复杂湍流的三维特性，其计算结果与实际运行工况有一定偏差。
随着电子计算机及数值计算技术的迅速发展，用炉内空气动力场数值模拟来优化设计，取得了重大的突破。
2．采用挤压成型的大口径三通和弯头。
内壁圆滑过渡，壁厚严加控制；并严格控制小口径管子的管壁公差和材料代用等措施，防止过热器阻力偏大。
3．再热器结构布置改进。
放大集箱和连接管管径、合理布置三通位置、屏式再热器和末级再热器采用塔式管屏，改善同屏热偏差等措施。
二、制造、安装和维修方面
制造、安装单位应严格按照国家有关标准施工，加强原材料和制造质量的检验，检修需更换承压部件超温爆管部位的管材时，必须经金相光谱检查正确和磁粉探伤合格后才能使用；加强焊接管理，提高焊接质量；加强检修质量管理。
过热器、再热器管子材料选择留有较大裕度，提高管材等级，用奥氏体钢（TP304H）或高铬铁素体钢（T91）代替12Cr2MoWVTiB、12CrMoV、12CrMo。
三、运行方面
1．加强运行管理，及时进行吹灰和燃烧调整，防止受热面局部超温；加强过热器蒸汽、再热器蒸汽和管壁温度的监测；加强汽水品质和金属监督；提高运行人员操作水平和理论水平及应急应变能力。
2．加强对入炉煤种的管理和对炉膛受热面的吹扫。
当机组运行很长时间、炉内玷污严重和入炉煤质与设计煤种相差很大时必须进行锅炉受热面的热力校核，确定炉膛出口烟温和各受热面处的烟温，为超温原因的分析和解决提供依据。
在日常运行中，应注意炉膛出口烟温的变化，适时地进行炉膛的吹扫，改善炉内的换热环境。
同时注意入炉煤质的变化，为锅炉运行人员提供必须的运行数据，以便及时进行燃烧调整。
3．提高给水品质和加强汽水流程中汽、水温度的监督。
电厂应做好给水和蒸汽品质的监督管理，做到勤化验、多检查。
在机组检修期间应进行割管检查，确定管内的结垢情况。
4．减弱炉膛出口的残余旋转。
减弱炉膛出口残余旋转主要是以减小炉内的实际切圆直径来实现的。
通常的方法有：
两角对冲、另两角相切；部分一次风反切，其余二、三次风正切；部分或全部二次风反切，其余一、二、三次风正切；三次风反切；将燃烧器改成摆动式等。
5．采取适当的负荷变化速率研究表明，在负荷较大时采取较大的负荷变化率，负荷较低时应采取较小的负荷变化率，才能对过热器和再热器的管壁温度影响较小。
在机组进行甩负荷时，应预先进行燃烧调整，如采取停磨煤机或停部分燃烧器等措施来避免过热器和再热器超温。
6．改进炉膛短吹灰器及对流烟道中的长吹灰器，提高水冷壁及其它受热面的吸热量，减少屏过、屏再及折焰角斜坡的积灰，整体提高换热效率，降低过热器和再热器的吸热量。
第三章亚临界压力锅炉水冷壁爆管的分析
第一节对锅炉水冷壁的介绍
锅炉发展初期，使用水冷壁主要是为了保护炉墙，布置在炉墙前的水冷壁管吸收大量炉内高温火焰的辐射热量，以降低炉墙的温度，使炉墙的机械强度提高，锅炉运行可靠安全。
发展到今天，水冷壁已成为锅炉的主要受热面之一。
它具有以下的特点和作用：
（1）强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属消耗量。
炉内火焰与水冷壁为辐射传热，其传热热流与火焰绝对温度的四次方成正比。
（2）降低高温对炉墙的破坏作用，起保护炉墙
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