预混燃烧过程热声不稳定性研究
燃气轮机燃烧爆炸性和排放性能的研究
69能源技术1 预混火焰介绍 预混火焰是一种非常基础的燃烧现象，根据燃烧机制的不同可分为层流和湍流预混火焰。
在燃气轮机燃烧室中,采用预混燃烧可以降低燃烧室的温度和降低NOx 的排放。
燃烧室是燃气轮机最主要的部件之一，其中既有气动、热力学等物理问题，又包括许多复杂的化学反应问题。
所以不仅要求高效，更是要稳定、安全，温度的控制显得尤为重要；同时随着社会对于环保问题的愈加重视，各国对于NOx 的排放标准也越来越严格。
总的来说，预混气体在燃烧室中一般采用贫燃料燃烧。
燃烧室是一个密闭的空间，燃烧过程产生的声音会受到边界的反射，与燃烧相互作用产生热声不稳定性。
总之，温度、当量比、稳定性等一系列因素都是预混火焰在燃烧室中燃烧应该解决的问题。
2 预混火焰的点火与发展过程 整个点火与发展的过程，开始是未燃区，气体在这里混合均匀后向预热区流动，预热区内气体受热膨胀，密度迅速减小，并在获得足够的能量后燃烧。
反应区在整个空间内只占很小的一部分，混合气体快速反应完全，并向平衡区运动。
温度达到最大值，密度最小，体积膨胀，随后从燃烧室排出进入透平做功。
3 层流火焰传播分析 对于球形腔室，电火花在球心处点燃均相混合物，并形成想外传播的均相火焰。
未燃物来流法相速度-火焰面速度=火焰速度。
所以，火焰速度并不是我们实际观测到的火焰面的移动速度。
Tulip 火焰的形成是流动与火焰共同作用的结果，标志着火焰从层流走向湍流的转变，对防止火灾爆炸事故的发生有重要作用。
4 对排放量的控制 （1）目前的燃气轮机为了更高的效率，常常需要燃烧室在高温高压下工作，这会造成NOx 排放量的增加；所以为了减少NOx 的排放，首先就需要将燃料和空气尽可能均匀地混合，混合的越均匀，就越能够减少氮氧化物排放。
因此研究者开发出这样一种装置（如图1），利用LIF（激光诱导荧光）技术，通过对一种共振激发出的特征光谱检测，来评价混合物的均匀度。
他们认为液体燃料的预混燃烧为NOx 的减排提供了一种可能性，而燃料与空气的均匀混合对于减排有明显的作用。
预混燃烧
一、预混燃烧的基本介绍1.贫燃预混燃烧的介绍贫燃预混燃烧是在保证燃料充分燃烧的情况下，增大空气的供给量，从而降低燃烧室的温度，满足较低的污染物排放标准（可以做到低NOx的排放）。
但是与常规的扩散燃烧技术相比，贫燃预混燃烧是在偏离正常化学当量比下进行的，这就会产生燃烧的不稳定性（主要包括回火以及振荡燃烧），严重阻碍了贫燃预混燃烧技术的发展。
维持贫燃预混燃烧室内的正常燃烧，其关键就在于避免火焰的吹熄与振荡燃烧。
火焰吹熄现象是因为燃烧室内当量比被控制在接近贫燃熄火极限，以便尽量降低火焰温度以及的排放，而在这种燃烧状况下，火焰传播速度很低，在相对高速的火焰流场中，会导致火焰的熄灭现象，这种现象发生的时间很短，被称为静态不稳定。
因此要避免火焰吹熄，维持预混火焰的稳定燃烧，关键就在于保持火焰燃烧速度与流场速度的平衡，可从以下两种方法着手：①提高燃烧速度；②降低燃气供给速度。
提高燃烧速度可使用端流产生器提高火焰瑞流强度，而降低燃气平均速度可以通过减少燃气供给做到，但是燃机的总效率也会下降，通常采用在燃烧室内安装钝体稳焰器或在燃烧室避免加工凹槽形成局部低速区域，使火焰燃烧速率与流场速率均衡，以便维持火焰的燃烧。
另外除上述方法外，旋流因为其特殊的流动特性，也常用于稳定湍流火焰。
预混燃烧的不稳定受燃料种类、进气温度、燃料一空气过量空气系数、燃烧室几何参数、燃烧室温度以及压力等众多参数的影响。
按压力振荡频率可将燃烧不稳定分为：低频振荡、中频振荡、高频振荡。
按照压力振荡涉及的燃烧系统部件可以将其定义为三类：燃烧系统不稳定、燃烧室腔体不稳定以及固有燃烧不稳定。
根据燃烧系统内不同扰动间的相互关系，可将燃烧不稳定分为受迫燃烧不稳定和自激燃烧不稳定，也可称为受迫振荡和自激振荡。
二、国内外研究现状及进展Lieuwen等人对预混燃烧室内的燃烧不稳定性进行了理论和实验研宄，将预混燃烧室分为进口区域、燃烧区域以及燃烧产物区域三个部分，用“完全撞拌反应器”模型（WSR）对当量比波动引起燃烧热释放波动的机理进行了描述和分析。
燃烧不稳定机理及其影响因素的全可压缩数值模拟研究
燃烧不稳定机理及其影响因素的全可压缩数值模拟研究燃烧不稳定是指燃烧过程中产生的火焰或燃烧波动现象。
燃烧不稳定机理的研究对于理解燃烧过程的动态特性和优化燃烧系统具有重要意义。
可压缩数值模拟是研究燃烧不稳定机理的重要工具之一。
燃烧不稳定机理包括以下几个方面的研究内容：1. 火焰振荡：火焰振荡是燃烧不稳定的一种常见形式，其产生原因可以是燃料和氧气浓度的变化、燃料喷射速度的变化、燃烧室壁面反应等。
数值模拟可以通过求解燃烧方程和流动方程来模拟火焰振荡的发展过程，从而揭示其机理。
2. 燃烧脉动：燃烧脉动是燃烧不稳定的另一种形式，其主要表现为燃烧波动的时间和空间分布不均匀。
燃烧脉动的产生机理可以包括燃烧不均匀性、燃料喷射不稳定、回流等。
可压缩数值模拟可以模拟燃烧脉动的发展过程，研究其机理和影响因素。
燃烧不稳定机理的影响因素包括但不限于以下几个方面：1. 燃料性质：不同燃料的化学成分、燃烧速率和燃烧温度等性质都会影响燃烧不稳定性。
例如，燃料中的氧含量和可燃物质浓度对燃烧过程的稳定性有重要影响。
2. 燃烧系统参数：燃气燃烧室的几何形状、燃料喷射速度、燃烧室压力等参数都会对燃烧不稳定性产生影响。
几何形状的改变可能会导致流场分布的变化，从而影响燃烧不稳定性。
3. 边界条件：边界条件包括入口边界条件和出口边界条件。
入口边界条件指的是流动速度、温度和物质浓度等参数的变化，出口边界条件指的是流动速度和压力等参数的变化。
这些边界条件会直接影响燃烧过程的稳定性。
总之，全可压缩数值模拟是研究燃烧不稳定机理及其影响因素的重要手段，可以通过求解流动方程和燃烧方程来模拟燃烧不稳定的发展过程，从而揭示其机理和分析其影响因素。
贫燃料预混燃烧回火特性研究
贫燃料预混燃烧回火特性研究贫燃料预混燃烧回火特性研究引言：随着全球能源需求的增加以及环境问题的日益突出，燃烧技术的研究成为了一个热门领域。
贫燃料预混燃烧是一种能够减少燃料消耗和减少污染物排放的技术。
然而，贫燃料预混燃烧过程中的回火现象对燃烧效率和环境影响有着重要的影响。
因此，本文将对贫燃料预混燃烧回火特性进行研究。
一、贫燃料预混燃烧的基本原理贫燃料预混燃烧是指在燃烧过程中，燃料与空气的混合比例偏向燃料的一种燃烧方式。
贫燃料预混燃烧能够减少燃料的消耗，提高燃烧过程的效率，并且减少污染物的排放。
在贫燃料预混燃烧过程中，燃料与空气的混合比例低于理论完全燃烧所需的混合比例，因此，燃烧过程中的氧气不足，无法完全燃烧，产生大量的一氧化碳和氮氧化物等有害物质。
二、贫燃料预混燃烧回火现象贫燃料预混燃烧过程中的回火现象是指在燃烧过程中，由于燃料与空气的混合比例偏向燃料，导致燃烧过程中的温度降低和燃烧速率减慢的现象。
回火现象对燃烧效率和环境影响有着重要的影响。
首先，回火现象会导致燃烧效率降低，燃料无法完全燃烧，产生大量的一氧化碳等有害物质。
其次，回火现象还会导致燃烧过程中的温度降低，影响燃烧设备的正常行。
三、贫燃料预混燃烧回火特性研究方法为了研究贫燃料预混燃烧回火特性，可以采用实验方法和数值模拟方法相结合的方式进行研究。
实验方法可以通过燃烧实验室进行，通过调整燃料与空气的混合比例，观察燃烧过程中的回火现象，并测量燃烧设备的温度和排放物浓度等参数。
数值模拟方法可以通过建立贫燃料预混燃烧的数学模型，模拟燃烧过程中的回火现象，并预测燃烧设备的温度和排放物浓度等参数。
四、燃料预混燃烧回火特性的影响因素贫燃料预混燃烧回火特性受到多种因素的影响。
首先，燃料与空气的混合比例是影响回火象的主要因素。
燃料与空气的混合比例越偏向燃料，回火现象越明显。
其次，燃料的种类和性质也会影响回火现象。
不同种类和性质的燃料具有不同的燃烧特性和反应机理，从而影响回火现象的发生和程度。
固体火箭发动机燃烧不稳定及控制技术
一、概述固体火箭发动机作为一种重要的推进系统，因其结构简单、可靠性高及适应环境广泛等特点而被广泛应用于航天领域。
然而，固体火箭发动机在燃烧过程中可能出现不稳定情况，影响发动机的性能和安全性。
研究固体火箭发动机燃烧不稳定及控制技术具有重要意义。
二、固体火箭发动机燃烧不稳定的原因1. 燃料颗粒形状和分布不均匀：燃料颗粒的形状和分布不均匀会导致燃烧表面积发生变化，从而影响燃烧速率，导致不稳定燃烧。
2. 燃烧室内气体动力学不稳定：燃烧室内气体的流动和湍流运动会受到外部因素的影响，导致燃烧不稳定。
3. 发动机结构振动：发动机结构振动会对燃烧过程产生影响，导致不稳定性。
4. 燃烧参数控制不当：燃料投入速率、氧化剂与燃料的比例等燃烧参数的控制不当也是导致燃烧不稳定的原因之一。
三、固体火箭发动机燃烧不稳定的危害1. 降低发动机推力和效率：燃烧不稳定会导致燃烧效率降低，从而影响发动机的推力和效率。
2. 引发振动和冲击：燃烧不稳定会导致发动机结构振动加剧，可能对整个航天器系统产生不利影响。
3. 危及航天器安全：燃烧不稳定可能导致发动机爆炸，危及航天器安全。
四、固体火箭发动机燃烧不稳定的控制技术1. 燃料颗粒优化设计：通过对燃料颗粒的形状和分布进行优化设计，可以减少燃料颗粒对燃烧过程的影响，降低燃烧不稳定性。
2. 燃烧室内流场控制技术：通过优化燃烧室内的气体流动和湍流运动，可以减小外部因素对燃烧过程的影响，提高燃烧稳定性。
3. 发动机结构振动控制技术：采用先进的振动控制技术，可以减小发动机结构振动对燃烧过程的影响，提高燃烧稳定性。
4. 燃烧参数自动控制技术：通过引入先进的自动控制系统，对燃烧参数进行实时监测和调节，可以提高燃烧稳定性。
五、结语固体火箭发动机燃烧不稳定及控制技术是航天领域一个重要的研究课题，对提高固体火箭发动机的性能和安全性具有重要意义。
未来，我们将继续深入研究固体火箭发动机燃烧不稳定的原因和控制技术，为我国航天事业的发展做出更大的贡献。
燃气轮机燃烧调整和自动燃烧调整技术的探究
燃气轮机燃烧调整和自动燃烧调整技术的探究摘要：燃烧调整作为燃气轮机调试过程中的重要步骤，属于燃气轮机关键技术，是研究燃气轮机的重点。
本文研究燃气轮机燃烧调整和西门子、GE和三菱公司各自开发的燃气轮机在线自动燃烧调整技术及其应用。
从电厂机组实际运行情况可看出，在线自动燃烧调整技术能实现自动实时连续地对燃烧系统进行调整，确保机组的平稳可靠。
关键词：燃气轮机；燃烧调整；自动燃烧调整技术引言本文介绍了燃气轮机燃烧调整的目标，以西门子Ｆ级燃气轮机为例，说明燃烧调整的基本过程，针对环境条件和燃料组分等燃烧边界条件的变化，探讨燃气轮机在线自动燃烧调整技术及其应用。
电厂机组实际运行情况表明，目前采取的燃烧优化措施是有效的，自动燃烧调整技术能满足机组安全、平稳和可靠运行的要求，减小跳机次数。
一、燃气轮机燃烧调整燃气轮机的燃烧过程是在燃烧室中进行的。
按燃料与空气在到达火焰区之前的混合程度不同，分为扩散燃烧和预混燃烧。
扩散燃烧火焰稳定，但NOx排放大；预混燃烧火焰不太稳定，但NOx排放较小。
目前燃气轮机普遍采用干式低NOx燃烧技术，以预混燃烧为主，少量扩散燃烧作为值班火焰，能达到低于50mg／Nm3 NOx的排放目标。
但由于预混火焰对流场参数和化学当量比变化等非常敏感，容易在封闭的燃烧室内诱发热声耦合振荡，导致火焰发生燃烧动力学失稳，产生过大的燃烧脉动和燃烧室外壁振动，严重时会造成燃烧室部件损坏，机组跳机停运。
因此，燃烧稳定性是燃气轮机能否安全、平稳和可靠运行的关键因素。
燃烧调整的首要目标是保障燃气轮机燃烧稳定，在保证机组安全稳定运行的情况下，燃烧调整还要提高燃烧效率，减少NOx和CO等污染物的排放。
燃烧调整属于热态调试部分，调整进入燃烧室的燃料量和空气量配比，贯穿于机组从点火启动到满负荷运行的各负荷阶段。
燃烧调整需要寻找机组安全燃烧的稳定边界，将燃烧设定到安全燃烧稳定边界的中心区域，获得良好的稳定燃烧的裕度范围。
因此燃烧调整的效果直接关系到机组安全运行、燃烧效率及其污染物排放是否达标。
注蒸汽燃气轮机热声振荡的测试与分析
第18卷第2期
宋权斌，等：注蒸汽燃气轮机热声振荡的测试与分析
85
料路，同时点火器开始工作。
利用透平
排气温度检测点火是否成功，在确认点火成功后
打开天然气预混燃料路。变频电机和天然气流量
控制阀按照预先设定的升速曲线（开环控制）开始
协同工作，直到燃机达到66%的额定转速，这时变
频电机停止工作，燃机进入转速闭环控制，在完成
内容随时间的变化规律。STFT通过选择滑动窗函
数，设定窗口大小和步长，在时频信号上滑动窗口,
并对截取的信号进行傅里叶变换&最后得到信号的
时频分布即：
S!，G）=.'（t）5（t — %）e-'^"d/ （1）
式中:Stt — %）为傅里叶变换#为移位因子;G为频 率5! —%）为滑动窗函数.!为时频分劳率。
时的燃烧稳定性$10%。
本研究在DLN燃烧室燃机试验的基础上进
行了燃烧稳定性的测试。蒸汽回注能引起稀态预
混燃烧区燃烧特性的改变，燃烧器的几何结构口1%、 燃料组分$1213、空气质量流量、当量比$14等因素也 都有可能引起燃烧不稳定甚至出现热声振荡，进 而缩短燃烧器的使用寿命甚至威胁燃机的安全运
预混燃烧室热声不稳定性的数值分析
预混燃烧室热声不稳定性的数值分析基于现代燃烧理论，以及计算流体力学、多相流动和计算机仿真等多种方法来对燃烧器的气固流场进行精确描述。
但是实际的燃烧过程并非如此简单明了。
例如，为改善燃烧性能而采取加强燃料与氧化剂之间反应激烈程度的措施后，会产生极其复杂的燃烧气流流场；或者通过减小预混比提高烟气速度，虽然可有效地降低烟气温度从而降低火焰温度，但却使噪声问题变得更严重，且影响喷雾粒子的运动轨迹。
这些因素都需要建立相应的模型才能获得完整准确的结果。
因此，开展多相流体力学与计算机技术相结合的试验研究成为必须。
关键词：预混燃烧室热声不稳定性的数值分析摘要：本文研究了新型预混燃烧技术——预混火焰燃烧室在高温火焰辐射噪声上存在的问题及解决办法。
首先阐述了几种常用的几何外形的燃烧室形状，以及影响它们的主要因素。
最后提出了一个预混火焰燃烧室模型，并采用计算流体力学和计算机仿真两种手段对该模型进行了数值模拟，说明模型的有效性。
模型预测出燃烧区域的中心温度可达到3500℃左右，但由于所考虑的面积仅为整个燃烧室的10%～20%，实际上的辐射温度将远大于此值。
另外，热声系统包括喷口部位的空气流场以及噪声源、喷管、风扇叶片、加热丝等组件。
空气流场产生的气动噪声已经广泛引起人们的注意。
如果把燃烧器喷嘴处的气流按燃烧区内气流一样进行理想计算，就无法得知流场产生的噪声。
即便如此，依据相同的数据，也还难以分辨噪声源和加热丝的差异。
因此，在本文中引入了一个新的概念：噪声源，作为预混火焰燃烧室各组件的参数，从而给出了两个加热丝、四根加热棒以及喷嘴附近一小块加热棒在同一工况下的数值仿真结果。
这样做不仅可以给出加热丝的功率密度随尺寸变化的规律，而且可以清楚地看到哪些部件属于不希望有噪声产生的环节，给未来设计带来启示。
随着我国航空、航天事业的发展，航空发动机的推力越来越大，尾气排放指标也日益苛刻，诸如环境污染和噪声问题正成为限制航空发动机发展的瓶颈。
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河北工业大学硕士学位论文预混燃烧过程热声不稳定性研究姓名：谷岩申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：刘联胜20081201河北工业大学硕士学位论文预混燃烧过程热声不稳定性研究摘 要贫燃预混燃烧、空气分级燃烧等低NOx的燃烧技术可以有效的减少燃烧过程中的NOx 排放，但因其燃烧过程都是在偏离化学恰当比情况下进行，将导致火焰热声不稳定。
本文针对预混燃烧过程中火焰的热声稳定性进行了实验研究。
本文首先测定了液化石油气预混燃烧的贫燃熄火极限和贫氧熄火极限，并利用高速摄像仪对火焰结构进行测量、分析，发现随着当量比的增大涡脱落的频率逐渐减小。
其次，利用fluent软件对预混室内相同当量比、不同进气方式下的冷态流场进行了数值模拟，发现进气方式在一定程度上可以抑制预混室内的压力脉动。
然后，本文使用噪声测试仪对预混室和燃烧室内的冷态、热态流场进行了声频分析，发现在贫氧和贫燃的情况下都有可能发生热声不稳定现象，在贫氧的情况下，随着当量比的升高，压力振荡逐渐转入低频振荡，而振幅有显著增强；在贫燃的情况下，随着当量比的降低，压力振荡趋于强烈，而振幅也有显著增大。
通过调制预混室内的流场结构，可以控制火焰内部及火焰表面的涡团脱落过程，是拓宽熄火极限、抑制热声耦合振荡的有效途径。
本文的研究结果为预混燃烧过程热声耦合振荡控制策略的制定提供了实验基础数据。
关键词：预混燃烧，火焰，热声不稳定，声频，流场INVESTIGATIONS ON THE THERMO-ACOUSTICINSTABILITY OF PREMIXED FLAMEAbstractLow NOx combustion techniques such as lean premixed and air staged combustion can decrease the emission of NOx. Unfortunately, because the operating conditions deviates the chemical equivalent ratio, combustion instabilities appear. In this thesis, characteristics of thermo-acoustic instability of premixed flame were investigated experimentally.Firstly, the flame extinct limits of liquefied petroleum gas were measured. And then, the flame structures were analyzed using high speed camera. The photographs of flame reveal that the frequency of eddies shedding from the surface of flame decreases gradually with the increasing of equivalent ratio gets.Secondly, flow field was simulated using FLUENT at the conditions of same equivalent ratio and different air injecting flow-rate. The results show that pressure fluctuation in premixed chamber could be restrained through changing air injecting.Finally, the sound field of premixed chamber and combustion chamber were analyzed using Noise and Vibration Analyzer. The instability combustion appear both in lean oxygen and lean combustion. At the conditions of lean oxygen, with the augment of equivalent ratio, the frequency of pressure oscillations is lower gradually, and the amplitude significantly enhance. At the condition of lean combustion, with the decreasing of equivalent ratio, pressure oscillation will aggrandize, and the amplitude significantly enhanced. The process of eddy both inside and on the surface of the flame could be controlled by adjusting the flow field in premixed chamber, and which is regarded as an efficient path for extending the flame extinct limit and restraining thermal-acoustic combustion instabilityThe results of this thesis are regarded as an experimental basis for the strategy of controlling thermal-acoustic combustion instability in premixed combustion.Keyword: Premixed combustion, Flame, Thermal-acoustic combustion instability, Acoustical frequency, Flow filed符号说明φ——当量比 SPL ——声压级，dB。
actual V ——实际燃料的空/燃比stoch V ——理论燃料的空/燃比 N P ——空气在标准状态下的绝对压力Pa。
Pr ——参考声压，Pa。
C ——玻璃转子流量计换算系数ν——运动粘度，m 2/s 。
N ρ——空气在标准状态下的密度，kg/m 3。
Γ——粘性应力张量 SN ρ——液化石油气在标准状态下的密度，kg/m 3。
d ——管径，m 。
S P ——液化石油气在测量时的绝对压力，MPa。
υ——流速，m/s 。
S T ——液化石油气在测量时的绝对温度，K。
Re ——雷诺数。
N T ——空气在标准状态下的绝对温度，K。
Pe ——有效声压，Pa。
l J ——扩散通量R ——气体常数 p C ——比热容∇——散度原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。
同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文第一章 绪论§1-1 引言本章首先介绍课题的背景和意义，阐述了常规燃烧方式的缺点和不足，在当今追求环保、可持续发展的社会环境下低NOx的燃烧技术可以有效的减少对环境的破坏，燃气轮机等动力装置的低NOx燃烧技术顺应了当今发展的趋势。
目前，燃气轮机等动力装置上的主要使用的低NOx燃烧技术为：贫燃预混燃烧技术、空气分级燃烧技术以及燃料分级燃烧技术等等，上述技术都是在偏离化学恰当比的情况下进行的，而偏离化学当量比的燃烧将会产生不稳定性。
本文主要对偏离化学当量比的条件下燃烧的稳定性进行详细研究，并从调整流场的角度来抑制部分燃烧不稳定的发生，取得了一定成果。
§1-2 研究背景及意义在第十届全国人民代表大会政府工作报告中，温家宝总理强调说：“我国经济社会发展中依然存在能源消耗高、环境污染严重”等问题，“要大力抓好节能降耗、保护环境；要加快节能环保技术进步”；而在第十一届人民代表大会政府工作报告中，温总理再次强调要“开发和推广节约、替代、循环利用资源和治理污染的先进适用技术”。
可见，提高常规能源的燃烧利用率、降低燃烧污染物排放量依然是当今我国亟待解决的关键问题之一，而先进燃烧技术的开发与研究是解决上述问题的唯一途径。
目前，燃气轮机、航空发动机、化工加热炉、工业锅炉、内燃机等动力设备普遍以液体燃油作为主要燃料，因此，开展液体燃料高效率、低排放燃烧技术的相关研究工作是十分必要的，也是相当迫切的。
预混燃烧方式广泛应用于航空发动机、地面燃气轮机和工业锅炉等场合。
预混燃烧过程不受组分扩散的制约，其燃烧效率比扩散火焰更高，有利于缩小燃烧器的体积；通过控制预混气中燃料的浓度能够有效的控制火焰温度，有利于调节燃烧器的热负荷，抑制NO x的生成；最后，其碳烟生成量小于扩散火焰，不易出现“冒烟”，燃烧更加清洁。
贫燃预混(Lean Premixed，简称LP)燃烧可以降低燃烧室的温度，将火焰温度控制在1650℃以下来降低NO x排放；空气分级燃烧通过降低主燃区含氧量来实现贫氧燃烧，也可以有效抑制温度型NOx的生成。
现代燃气轮机燃烧室越来越多地采用燃料—空气预混的燃烧方式。
为了保证燃料与空气之间能够达到较好的混合效果，需要向燃烧室内送入过量的空气，通常情况下，空气消耗系数控制在 1.2至2.0之间甚至更高。
尽管提高空气消耗系数、增大空气旋流强度等措施可以有效地强化混合与燃烧过程，提高燃烧效率，但是，两相燃烧的特点决定了在火焰内部会存在局部高温、局部富氧的区域，从而造成NO x和SO2生成量的显著提高[1]。