低氮燃烧机主要通过优化燃烧过程来降低氮氧化物（NOx）生成，其主要原理包括分级燃烧和烟气再循环。分级燃烧将燃料和空气分阶段混合，先在缺氧环境下初步燃烧，降低火焰温度峰值，减少热力型NOx生成，再在后续阶段补充空气使燃料完全燃烧。
烟气再循环则抽取部分燃烧后的烟气与空气混合后重新引入燃烧区，降低氧气浓度和火焰温度，同时稀释反应物，进一步抑制NOx生成。部分机型还采用全预混表面燃烧、分割火焰等技术，通过改善混合或降低火焰温度减少NOx排放。
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