空氣分級燃燒的基本原理是將燃料的燃燒過程分階段完成。空氣分級燃燒主要有軸向和徑向分級燃燒兩種。軸向分級燃燒指在距燃燒器上方一定位置處開設一層或兩層所謂燃盡風噴口，將助燃空氣沿爐膛軸向(即煙氣流動方向)分級送入爐內(nèi)，使燃料的燃燒過程沿爐膛軸向分級分階段進行。徑向分級燃燒指將二次風射流軸線向水冷壁偏轉一定角度，形成一次風煤粉氣流在內(nèi)，二次風在外的徑向分級燃燒。
空氣分級燃燒這一方法彌補了簡單的低過量空氣燃燒的缺點。在第一級燃燒區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)越小，抑制NOx的生成效果越好，但不完全燃燒產(chǎn)物越多，導致燃燒效率降低、引起結渣和腐蝕的可能性越大。因此為保證既能減少NOx的排放，又保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟性和可靠性，必須正確組織空氣分級燃燒過程。
軸向分級燃燒技術的主要通過緊湊燃盡風CCOFA和分離燃盡風SOFA進行控制，而徑向分級燃燒技術則通過預置水平偏角的輔助風噴嘴(CFS)設計來實現(xiàn)，上鍋低NOx燃燒技術能有效地將軸向分級燃燒和徑向分級燃燒進行復合。