整体煤气化联合循环（IGCC）技术是石油危机时期兴起的新型煤发电技术，可以很好的解决困扰全世界的能源与环境污染问题。但建立IGCC电厂投资费用巨大，并且有些技术尤其是煤的气化与净化技术仍处于发展中，CO2捕获与封存技术更是还处于研究开发中。煤气化技术是IGCC系统中至关重要的，其核心设备便是气化炉。为了降低投资成本、提高发电效率，开发更大容量、更好性能的气化炉是势在必行的，对炉内流场分布、物质浓度分布以及传热过程等进行研究有助于这些问题的解决。本论文利用计算机仿真软件对煤气化技术的核心设备进行了数值模拟计算。采用Pro/e软件建立气化炉反应室、辐射废锅以及废锅内水冷壁管的三维固体模型，利用专业CFD/CAE前处理软件ICEM CFD对所建立模型进行了网格的划分，并应用商业CFD软件ANSYS CFX进行了以下工作。首先，采用k-epsilon双方程湍流模型对气化炉反应室进行了不同进口流速工况和不同气化炉尺寸的冷流模拟，考察进口流速与气化炉尺寸对炉内流场的影响。计算得到每种工况下炉内流场的分布，得出文中模拟模型的最佳进口工况为燃料喷口和氧化剂喷口采用不同进气流速；模拟得到不同高度和不同直径时气化炉内的流场，确定出了适宜的气化炉尺寸。其次，采用涡耗散（Eddy Dissipation）燃烧模型与P1辐射模型对气化炉内天然气和柴油点火燃烧过程进行了数值仿真模拟。分别得到两种燃料燃烧时炉内火焰的大致位置、中心火焰的最高温度、炉内温度分布、辐射强度以及流场的分布，反应物天然气、油和氧气以及生成物CO2和H2O等的浓度分布。通过点火模拟验证了先用天然气可以升高炉内温度到预期值，再用油继续将炉内温度升高到目标投料温度。最后，采用k-epsilon湍流模型和P1辐射模型对气化炉辐射废锅及其水冷壁管内的流动与传热过程进行了数值模拟。计算得到废锅内筒和环隙内合成气的流动情况，以及整个废锅内的流场、温度场、辐射强度与浓度的分布情况；模拟得到了水冷壁管内冷却水在分布总管、收集总管以及整个冷却管内的流场与温度分布情况。本论文的研究工作说明利用ANSYSY CFX软件对气化炉进行计算流体力学数值模拟以对其进行初期的开发或优化改造是可行的，如此不但可以节约大量的物力和人力资源，而且可以缩短产品的开发周期，利用数值仿真模拟计算得到的结果与结论也可以为今后气化设备的设计与操作运行提供相关参考。