近年来,我国火力发电机组逐渐向大容量、高参数方向发展。随着锅炉蒸汽参数的不断提高,过热器和再热器的结构设计也日趋复杂,这将不可避免地加剧管组内并联各管在热负荷与工质流量分配上的热偏差,由此引发的锅炉高温对流受热面超温爆管事故增多,严重影响了电站系统的安全、经济运行。因此,研究基于热偏差理论的锅炉高温对流受热面壁温计算模型以及建立壁温在线监测系统就具有非常重要的工程意义。针对电站锅炉高温对流受热面超温爆管现象,本文从蒸汽侧、烟气侧以及同屏各管的热偏差三个方面进行了理论分析;在总结前人研究成果的基础上,对现有壁温计算方法进行了一系列改进,提出了以管圈总吸热量为热力约束条件的具有可校核功能的分段计算模型,并对计算过程中所涉及到的局部热负荷、角系数和辐射因数等主要参数进行了理论推导和修正;还对高温对流受热面的爆管原因进行了分析,认为管壁金属长期高温蠕变是导致受热面失效的首要原因,选择并分析了能够适用于在线监测的受热面管壁金属高温蠕变寿命计算方法。以某电厂600MW亚临界锅炉为研究对象,对后屏过热器和末级再热器进行了管壁温度和金属高温蠕变寿命的实例计算,验证了上述理论及计算方法的准确性和可靠性。在此基础上,尝试开发了针对该台锅炉高温对流受热面的管壁温度在线监测系统。