超临界机组具有节能和环保双重效益,是大幅度降低资源消耗的现实可行选择。近几年来,塔式锅炉凭借自身性能优势在我国的应用越来越多,然而部分塔式锅炉在实际运行过程中逐渐出现了水冷壁裂纹、泄漏甚至爆管等失效问题,部分塔式锅炉还存在炉墙振动的问题,这些安全隐患严重影响了塔式锅炉机组的安全运行,因此对水冷壁应力状况的研究,以及对塔式炉振动方面的研究都很有必要。目前,对于塔式锅炉水冷壁失效、炉墙振动的相关研究相对较少。本文以某660MW超临界塔式锅炉为研究对象,针对该锅炉垂直段水冷壁与刚性梁角部连接位置、人孔门密封盒角部填埋件与水冷壁连接位置发生的裂纹失效现象,借助Ansys Workbench 19.0软件对其水冷壁失效部位进行应力分析;针对锅炉炉墙出现的异常振动现象,通过Fluent2020 R2软件对炉内燃烧状况进行数值模拟分析,探寻锅炉振动与炉内燃烧状况的关系。针对塔式锅炉水冷壁裂纹失效现象,建立了失效区域简化的三维模型,通过计算确定相应换热、载荷等边界条件,对水冷壁进行了数值模拟求解,得到不同模型的应力分布或温度、热应力分布,根据计算结果证实失效原因是结构设计不合理导致的水冷壁应力集中,对失效部位结构进行优化,再次计算得到了优化后的结果,与原模型相比有较为理想的优化效果。针对塔式锅炉炉墙振动的问题,通过现场踏勘和振动测试来分析振动的特征,发现振动以冲击为主且无规律可循,这种现象与锅炉燃烧不稳有很大关系。对锅炉整体开展燃烧数值模拟工作,包括三维建模、网格划分、特殊区域的网格处理、确定不同工况（如不同负荷、不同燃烧器摆角等）下的边界条件参数、计算模型的选取、计算结果的后处理等,得到不同工况下炉内燃烧状况的各种参数分布,如温度分布、CO浓度分布和速度矢量分布等,分析燃烧状况如何影响锅炉振动,提出相应的优化措施。最后针对模拟计算中出现的问题提出了下一步工作的建议。