Oxy-fuel燃烧技术是目前最有前景的碳捕集技术之一,该技术可以同时实现燃烧污染物的减排及燃料的高效利用。本文通过OH-PLIF系统研究了重油oxy-fuel燃烧方式下的点火及稳定燃烧过程中火焰结构的变化、OH的生成与分布特性。通过对高速相机拍摄的燃烧火焰自发辐射图像的研究,对高湍流度下重油燃烧的点火过程和稳态燃烧过程进行了研究。研究表明,重油的点火过程可分为点火前期、点火中期和点火末期三个阶段:点火前期,火核的生成与发展;点火中期,火核逐渐发展转变为锥形结构;点火后期,火焰锥形结构消失,火焰结构保持相对稳定状态。对点火过程中火焰传播速度的计算发现,在相同气氛下,氧气浓度越高火焰传播速度越快;在相同氧气浓度下,N2气氛下的传播速度要比CO2气氛下的高。通过对稳定燃烧过程中火焰结构变化的研究,发现火焰结构局部的熄灭、变形和成长。通过PLIF系统研究了重油在富氧燃过程中局部火焰中OH的分布特性。在点火过程中,观察到火核的生成与发展过程,根据33%O2/67%N2气氛下火焰中OH的分布得到火焰平均传播速度为5.32m/s。在稳定燃烧过程中,火焰中OH的分布形状随着火焰抖动而不断变化。在相同反应气氛下,氧气浓度越高则OH密集分布及高温区分布范围越大;在相同氧气浓度下,N2气氛下OH密集分布及高温区分布范围比CO2气氛下的大。29%O2/71%CO2时火焰形态与空气气氛下的相似,但此时OH相对信号强度及其波动率都远大于空气氛的。在相同燃烧工况下,OH相对浓度场高浓度区滞后于温度场高温区。OH相对信号强度与氧气浓度、过量空气系数、气体流量、反应气氛相关,同时也受到油雾散射、入射激光能量及测量位置等测试过程的影响。