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煤基燃料-氧-水蒸气燃烧系统（OCCSS）采用合成气或超净煤作为燃料。采用不同煤种或不同的合成气加工工艺,会导致燃料中CO/H2/CH4主要可燃气体的比例发生变化。此外,在设计燃烧器与组织燃烧时需要综合考虑当量比、预热温度、水蒸气浓度等因素对火焰传播速度的影响。本文采用本生灯火焰法实验测量了不同组分、化学当量比、预热温度与水蒸气浓度时CO/H2/CH4/O2/H2O预混气的层流火焰传播速度。利用GRI 3.0与USC II机理模拟火焰传播速度并与实验结果对比,最终采用与实验结果更接近的GRI 3.0机理对预混气层流火焰传播速度进行热力学与化学动力学分析。研究表明,CH4含量对火焰传播速度的影响与CO/H2的比例有关,在水蒸气浓度为47%情况下,当CO/H2高于75/25时,火焰传播速度随CH4含量升高而非线性增大;当CO/H2低于75/25时,火焰传播速度随CH4含量升高而非线性下降;当CO/H2等于75/25时,火焰传播速度不随CH4含量改变而改变。温度不是影响火焰传播速度的主要因素。与OH最大值和H+OH浓度最大值相比,火焰传播速度与H自由基浓度最大值正相关性更好。O2/H2O条件下,CO/H2/CH4火焰传播速度随当量比增大先上升后下降,在CH4含量为2%时,最大速度对应当量比为1.3左右,CH4含量为8%时,最大速度对应当量比在1.2左右,最大速度对应当量比与CO/H2比例无关。改变当量比时,化学动力学对火焰传播速度影响较大,在当量比为0.8-1.4范围内,R99:CO+OH=CO2+H与R84:OH+H2=H+H2O生成H自由基反应速率较大,R38:H+O2=O+OH消耗H自由基反应速率最大,随着当量比增大,R99与R84增长速率之和高于R38增长速率,促进H自由基积累。随着当量比的增大,R3:O+H2=H+OH增长速率较快。增加预热温度能够提高绝热火焰温度,温度改变对各主要基元反应影响不明显。因此,增加预热温度主要从热力学方面影响火焰传播速度。在不同CO/H2/CH4比例下,火焰传播速度随水蒸气浓度的增大呈现出较为复杂的变化规律。当CH4和H2含量较低时,火焰传播速度随水蒸气浓度的上升先增大后减小,适当增大CH4或H2含量时,火焰传播速度随水蒸气浓度上升先缓慢下降后快速下降,当H2含量较高时,火焰传播速度随水蒸气浓度上升,几乎线性下降。这种现象主要由水蒸气的热力学作用与化学动力学作用耦合产生的。水蒸气的化学动力学影响主要通过影响R86:2OH=O+H2O逆向反应速率实现,H2含量改变主要影响R84:OH+H2=H+H2O与R3:O+H2=H+OH反应速率;CH4含量改变主要影响R3:O+H2=H+OH、R11:O+CH4=OH+CH3、R84:OH+H2=H+H2O与R98:OH+CH4=CH3+H2O反应速率。