基于实验室小型水冷壁气流床气化炉，以三种油渣浆为介质，对不同进料条件下水冷壁气化炉内的熔渣沉积情况进行了研究；运用ImageJ软件对熔渣的SEM图片进行处理和分析，从而估算了熔渣的孔隙率；并对熔渣进行XRD、XRF分析，测定了熔渣的矿物组成及氧化物含量。 建立了水冷壁的三维传热数学模型，运用有限单元法，对气化炉水冷壁中稳态传热过程的温度场进行了模拟计算；经验证，计算结果与试验结果吻合良好。根据经验公式对熔渣高温下的粘度进行了估算，并运用Fluent商业软件模拟液膜渣层中的流动与传热，对流动层中的速度分布及温度分布进行了初步研究。 针对气化炉停车后渣层开裂或脱落的现象，建立了水冷壁的三维应力数学模型，通过温度场和应力场的耦合求解，对水冷壁及熔渣层的热应力进行了模拟计算，并对孔隙率的影响进行了研究。建立了渣层裂纹的二维数学模型，对拉力载荷作用下，裂纹附近区域的应力、位移和应力强度因子进行了计算。