发展清洁高效的发电技术时我国发电事业的主要方向，而超（超）临界发电技术是我国清洁煤炭发电的主要研究方向之一。随着锅炉容量和参数的不断提高，炉内工质的压力和温度也随之增高，炉内受热面（尤其是水冷壁）的运行环境变得更加恶劣。空气分级燃烧技术可以有效控制NOX的生成，但在燃烧劣质燃料时，炉内还原区水冷壁壁面长期处于还原性气氛中，烟气中的腐蚀性气体和携带的固体颗粒会引起受热面的腐蚀和冲刷等问题。本文对某台660MW超临界锅炉还原区水冷壁出现严重的水冷壁失效现象进行研究，现场调研后发现失效水冷壁壁面出现严重的减薄，且失效壁面较为平滑，初步判定存在磨损问题。进一步对失效样品进行XRD分析、能谱分析，结果表明该水冷壁表面同时发生还原性气氛下的S腐蚀。最终判定该区域水冷壁失效是腐蚀和冲蚀磨损的耦合作用下造成的。该锅炉还原区水冷壁失效的解决思路为减小炉内切圆直径，降低近壁面处的烟气速度，以及提高还原区近壁面处的氧含量。初步制定上组燃烧器一次风内偏，上组燃烧器一、二次风内偏，上组燃烧器内移等方案。为了验证测试分析的正确性和得出合理的解决方案，本文对该锅炉在燃用设计煤质和实际煤质下进行了数值模拟研究，结果表明，实际燃用煤质硫含量和灰含量均较高，还原区近壁面H2S含量较高，且烟气速度较高，与分析结果相对应。进一步对不同改造方案进行了数值模拟研究，得出一次风内偏时在有效提高还原区近壁面氧含量的同时，也可以降低烟气速度。最后对不同偏转角度进行了研究，随着一次风偏转角度的增加，近壁面区域的氧含量不断增加。一次风偏转角度为8°和12°时，H2S的浓度变化不大，且一次风偏转12°时近壁面区域烟气速度又比一次风偏转8°时要高。最终确定一次风内偏8°为较优优化方案。