我国经济的不断发展导致对煤炭、石油、天然气等一次性化石能源的消费量逐年增加，其中煤炭在我国能源结构中占比最大，而大量的煤炭直接用于燃烧排放出有害气体SO2，NOx对环境造成巨大污染，生成的CO2对温室效应的影响也日益严重。在这种大背景下，煤气化作为煤炭清洁利用的核心技术开始重新受到关注，成为IGCC电站，合成氨和甲醇等新型煤基化工的源头技术。煤气化能有效地减少SO2，NOx和PM2.5的排放量，提高煤炭的附加值，在当前煤炭价格持续低迷的形势下更加显示出良好的经济效益。但是目前煤气化技术在工业运行时并不稳定，气化炉和辐射废热锅炉故障多发，所以有必要对气化炉和辐射废热锅炉系统进行深入研究。本文针对德士古（Texaco）气化炉，辐射废热锅炉及二者所组成的煤气化系统，采用数值模拟方法进行研究，首先分析气化炉在气化时流场、温度场及合成气的分布情况，同时着重分析比较组分输运法和（概率密度函数法）PDF法在模拟Texaco水煤浆气化时有效气分布的异同；其次研究辐射废锅炉稳态运行时温度场、流场的分布以及灰渣颗粒对辐射换热的影响，分析水封蒸发对温度场的影响；最后采用流程模拟软件Aspen Plus分析Texaco气化炉物流参数如氧煤比，水煤浆浓度对合成气的影响，计算辐射废热锅炉和对流废热锅炉在不同条件下的热负荷，优化其高压省煤器的给水量。研究表明，Texaco气化炉在气化时内部存在射流管流和回流等三种不同的流动状态，而燃烧和气化则主要发生在射流区和回流区；采用组分输运法模拟发现气化炉稳态工作时射流区内火焰的温度高达3600K，其他区域温度保持恒定，约为1700K，出口有效气CO和H2的摩尔组分含量值为32.66%和22.65%，碳砖转化率为93.07%，冷煤气效率为75.21%，对系统研究同时表明最佳氧煤比为0.75左右，水煤浆浓度不宜过大，一般在62%左右；对辐射废热锅炉的研究结果表明其内筒中存在射流区和回流区，回流区的高度约为2.7m，外筒和膨胀层中也存在大量的回流区；灰渣与辐射废锅水冷壁之间的辐射换热量为2.43MW，占总辐射换热量的8.76%；研究水封的蒸发发现其蒸发量在600秒时为0.18kg/s，稳态时辐射废热锅炉和对流废热炉总热负荷均值为25.36MW，高压省煤器的最佳给水量为10.07kg/s。