空气加湿燃烧的发展历程最早是在1791年第一个燃气轮机原理的专利中水作为燃烧辅助控制的技术被提出的。当时认为将水喷入燃烧产物中可以保护透平,这也是早期燃气轮机的设计理念之一。20世纪60年代以前,为了改善爆震,冷却以及提高效率等等，在燃料中掺水被广泛用于内燃机中。直到Zeldovich[[[5] Zeldovich, Ya B。, Sadovaikov, P。 Ya。, and Frank-Kamenetskii, D。 A。。Oxidation of Nitrogen in Combustion (Traps。 By M。 Shelef)[M]。Academy of Sciences of U。 S。 S。 R。,Institute of Chemical Physics, Moscow, Leningrad, 1947。]]等研究了燃烧中氮气生成氮氧化物的机理以及NOx和化学光污染之间的关系,Kopa[[[6] Kopa, R。 D。, Hollander, B。 R。, Hollander, F。 H。 and Kimura, H。。 Combustion Temperature[M],Pressure and Products an Chemical Equillibrium。 SAE Meeting paper633A]]才提出了一个研究加湿燃烧的新动机加湿降NOx排放。83246

20世纪80年代相继提出了注蒸汽循环(STIG)和湿空气透平(HAT)循环,加湿燃烧又具有了新的很重要的功能新型热力循环的需要。

2  空气加湿燃烧的研究现状

目前，对空气加湿燃烧的研究国内外专家学者主要侧重于两个方面:一方面研究HAT、IGHAT、STIG和IGCC等以燃气轮机为基础的先进热力循环燃烧室中湿空气燃烧对NOx、CO形成的影响[[[7] 张哲巅，王岳，肖云汉．湿空气燃烧的研究进展［C］//北京:中国工程热物理学会燃烧学学术会议论文集(上册)．2006．]];另一方面注重研究湿度在预混燃烧和扩散燃烧中对燃烧火焰结构、形状和稳定性的影响。论文网

目前国内外对加湿燃烧进行了一些研究。Lupandin[[[8] Lupandin V, et al。  Design, Development and Testing of a Gas Turbine Steam Injection and Water Recovery System[M]。 ASME Paper 2001-GT-0111, 2001]]和Blevins[[[9] Blevins L G, et al。  An Experimental Study of NOx re-duction in Laminar Diffusion Flames by Addition of High Levels of Steam[M]。 ASME Paper 95-GT-327, 1995]]等针对预混火焰和扩散火焰的加湿燃烧进行了一系列研究,发现加湿度对NOx和CO排放有显著的影响。Touchton直接把水喷到燃烧室中,引起火焰的不稳定,限制了加入的水量。A。Chen[[[10] Chen, A。 G。, Maloney, D。 J。, Day, W。 H。。 Humid Air NOX Reduction Effect on Liquid Fuel Combustion[M]。 2002, ASME paper, GT-2002-30163]]在模型实验台上对液态燃料加湿燃烧进行了研究,发现在相同的火焰温度下,若加湿度合适可以使NOx的排放量降低90%,他认为影响NOx排放的主要因素是加湿导致的化学反应机理的改变,而并不是火焰温度变化。Belokon[[[11] Belokon, A。 A。, Khritov, K。 M。, Klyachko, L。 A。, Zakharov, V。 M。, Opdyke, Jr。 G。Prediction  of  Combustion  Effeciency  and  NOx  levels  for  Diffusion  Flame Combustors in HAT Cycles[M]。 ASME paper, GT-2002-30369]]等在模型燃烧室中对于甲烷的湿空气扩散火焰的NOx排放及燃烧效率进行了实验研究，实验结果表明，NOx随含湿量的增加而显著下降，而CO则相反，由于CO和未燃碳氢化合物(UHC)随含湿量的增加而增加，因此燃烧效率下降，在含湿量达到7%时，燃烧效率开始明显恶化。2005年房爱兵[[[] 房爱兵、王岳、徐纲、肖云汉。燃气轮机燃烧室空气加湿燃烧的实验研究[J]，工程物理学报，2005,26（4）：713-7]]等通过中压全尺寸燃气轮机燃烧室空气加湿燃烧实验,研究了加湿度对燃烧特性的影响。

国内上海交大建立了甲烷一湿空气扩散燃烧实验台[[[13] 金大祥，王代骄，胡宗军，吴铭岚，邹介堂。大湿度燃烧室实验台的研制[J]。动力工程，2000, 20(5):816-820]]并运用PIV测量了空气加湿对流场的影响[[[14] 顾欣，臧述升，葛冰。湿空气扩散燃烧火焰结构特性研究[J]。工程热物理学报，2005，27（2）:920-926]]，认为空气加湿使得火焰的稳定性变差。同时还对湿空气的模型燃烧室进行了数值模拟，认为随着含湿量的增加，燃烧区的温度以及O原子浓度降低，导致NOx浓度显著降低[[[15] 周见光，臧述升，翁史烈。大湿度扩散燃烧的变工况特性[J]。上海交通大学学报，2003，38（10）:56-62]]。