鍋爐水冷壁的作用有兩個：

(1)保護爐墻。為了減少機械不完全燃燒損失，20世紀20年代發明了煤粉爐。燃燒方式由以前的層燃變為室燃。煤粉爐的出現，使機械不完全燃燒損失大大下降，鍋爐熱效率顯著提高。但是煤粉爐的爐膛溫度比層燃爐高，爐墻溫度很高，燃料中的灰分得不到足夠冷卻呈液體或軟化狀態，很容易粘附在爐墻上而結焦。結焦嚴重時，鍋爐不得不停下來清焦。耐火磚溫度很高，且在爐焦的侵蝕下，壽命很短。爐墻敷設水冷壁后，爐墻得到了良好的冷卻，爐墻結焦問題得到解決，爐墻的壽命和鍋爐運行周期大大延長。

(2)產生蒸汽。水冷壁是鍋爐產生蒸汽的主要蒸發受熱面。水冷壁產生的蒸汽約占鍋爐蒸發量的80%

~90%。因為爐膛溫度很高，輻射傳熱極為強烈，水冷壁的熱負荷比其他蒸發受熱面如對流管、沸騰式省煤器要大得多，因此，用水冷壁作為鍋爐的主要蒸發受熱面可以節省大量金屬。