燃料分级燃烧技术又叫再燃烧技术或三级燃烧技术,其特点是将燃烧分成3个区域:一次燃烧区(即主燃烧区)是氧化性或弱还原性气氛;在第二燃烧区将二次燃料送入炉内,使其呈还原性气氛(α小于 1)。在高温和还原气氛下,生成碳氢原子团,该原子团与一次燃烧区生成的氮氧化物(简称NOx)生成反应,主要生成N2。这个区域通常称为还原区或再燃烧区,二次燃料通常称为再燃燃料;在还原区的上方,送入二次风使再燃燃料燃烧完全,该区域称为燃尽区,这部分二次风也称为燃尽风。燃尽过程中虽然会重新生成少量的NO,但总的来看,使用再燃烧技术后,锅炉最终生成的NOx排放量会大大降低。
采用分级燃烧技术后,燃料的适应性会更好,锅炉能适应的燃料种类多,降低NOx的效果显著,一般能降低50%~ 70%;最高可减少80%以上。在单独采用燃料分级燃烧技术时可将燃气锅炉的NOx排放量降低到200mg/m³以下,如果结合使用空气分级燃烧技术(如主燃烧区采用低NOx燃烧器),可进一步降低NOx排放量,NOx排放量降至80 mg/m³以下。