随着能源危机及环境问题的加剧，生物质煤气化合成气受到越来越多的关注。由于气化技术及送入原料的不同，合成气成分较为复杂。对于现有的IGCC机组而言，部分应用在其中的燃气轮机是以天然气为基础燃料设计的，直接使用合成气会使机组效率大幅度下降。CH4-合成气联合燃烧可明显改善合成气燃烧的不稳定性，提高燃料的热值，同时又可提高燃气轮机的适应性。因此，深入研究 CH4-合成气火焰燃烧特性及燃烧机理对于合成气的清洁高效利用具有重要的意义。　　本文结合PLIF技术与CHEMKIN模拟，研究了富甲烷合成气部分预混火焰的燃烧特性。本文选用不同浓度甲烷掺混及不同 CO/H2比的合成气，利用 OH-PLIF技术探测不同工况下燃烧过程中OH自由基的分布、火焰结构，并结合Davis软件计算内层火焰前锋面高度、OH 自由基径向荧光强度辐射分布，分析甲烷浓度及CO/H2比的变化对部分预混火焰燃烧特性的影响，并通过CHEMKIN-PRO软件对实验工况进行模拟，研究合成气燃烧过程的化学动力学特性。　　OH-PLIF 实验结果表明：（1）随着甲烷浓度的增加，火焰稳定性提升，内层火焰前锋面高度增加，火焰上游位置尤其是外层火焰锥角部位 OH 自由基浓度逐渐降低，而下游区域 OH 自由基浓度则略微增加。（2）随着 CO/H2比的增加，外层火焰前锋面OH自由基浓度逐渐降低，而内层火焰前锋面顶端OH自由基浓度却逐渐增加，火焰宽度减小。（3）随内层当量比的增加，内层火焰前锋面逐渐消失，扩散火焰前锋面逐渐增强，火焰总体高度明显增加，火焰由双层火焰结构转变为典型的扩散火焰结构。（4）相对于甲烷浓度变化的影响，CO/H2比及总当量比对内层火焰前锋面高度变化的影响较为微弱，合成气组分中甲烷浓度增加对内焰高度的影响占据主导地位。　　CHEMKIN模拟结果与实验结果相符，其主要结论如下：（1）随着甲烷浓度的增加，主要生成H及OH的反应步骤反应速率峰值降低，R46和R38在甲烷浓度增加时对 OH 自由基的生成表现出竞争关系。（2）随着 CO/H2比的增加，火焰温度明显降低，火焰高温区域大小逐渐收缩。CO 浓度的升高正向促进了 H 与 HO2的结合，提高了R46 反应速率。CO/H2比的增加降低 OH自由基的生成速率，削弱了火焰传播过程。（3）在不同总当量比下，火焰燃烧区域的最高温度均出现在扩散燃烧区，总当量比的增加会降低 H/OH 的反应速率。（4）相比于合成气组分中甲烷浓度及 CO/H2比的变化而言，总当量比的变化对火焰燃烧过程中 OH 自由基的生成及消耗、火焰区域温度影响较小。